DNA技术助力破案

——从“诗人迷踪”说起
上海法治报 2023年06月23日

□法治报记者  陈颖婷  通讯员  王洁

“DNA”这个词大家一定不会陌生,“世界上没有两片完全相同的树叶”这句出自微积分学创始人之一莱布尼茨的话,同样适用于人类,正是人与人之间DNA序列的差异让我们每个人都能够成为独一无二的个体。但DNA是否真有这样的魔力可以将个人定位到庞大的家系中,找到他千百年前的祖先或者未曾谋面的远房亲属呢?来看一个真实的案例。

线粒体DNA测序,绘制母系家谱图

“生命诚可贵,爱情价更高”这句耳熟能详的诗句出自匈牙利伟大的爱国诗人裴多菲,然而一百多年来,他的生死一直是个谜。1989年,裴多菲基金会主席莫尔毛伊组建了一支考察队,在贝加尔湖以南的巴尔古津诺村中找到了疑似裴多菲的遗骨,经匈牙利、前苏联和美国的人类学专家研究认为,该遗骨极有可能就是裴多菲。但仅仅依靠人类学的推断来识别遗骨的身份还远远不够,为了获得更为可靠的生物学支持,莫尔毛伊于2014年正式向中国求援,将一块1989年在西伯利亚挖掘出土的疑似裴多菲的腿骨和两份裴多菲家族女性后代血样送至司法鉴定科学研究院,委托研究院对这三份样本进行亲缘关系鉴定。

除了样本间亲缘关系较远外,检材本身还存在DNA降解严重等很多问题。综合考虑后,研究院技术人员最终选定了线粒体DNA作为解开谜团的关键技术。线粒体DNA一般只能由母亲传给下一代,这种方式被称为母系遗传,因此,一个母系家族内所有成员的线粒体DNA都是几乎一致的,有些家族还有一些特异性的突变位点,这一特性使得将未知身份者定位到某一家族中成为可能。研究院的技术人员采用离子交换法提取了血样中的DNA,在提取疑似裴多菲腿骨的DNA时则采用了经过改良的骨骼裂解前处理方法结合硅珠法。随后,将这三份样本的DNA进行线粒体测序,通过对测序结果的反复验证和正反向比对,确定送检腿骨与血样间具有较近的生物学关系,从生物学上认可了该遗骨来源于裴多菲。

基因族谱技术,锁定远亲

通过对DNA序列的分析将目标个体定位到家族中的方法被称为基因族谱学,通过对人类DNA序列的分析,推断祖先的DNA类型,建立个体之间的关系以及不同家族之间的遗传距离,可用于追溯父系、母系祖先、民族起源以及人类迁徙路线和年代。这项技术被权威科学杂志《Science》评选为2018年的十大科学突破之一。

在实际操作中,遗传学家通常会比较两类遗传物质。第一类是裴多菲遗骨案件中使用的线粒体DNA,这类DNA存在于细胞质中,通常只能从母亲传给孩子,因此只有传给女儿的线粒体基因才能继续遗传下去。根据线粒体DNA,我们能绘制出家族中所有女性的家谱图。另一类是仅由父亲传给儿子的Y染色体DNA,在不发生突变的情况下,同一个家族的男性Y染色体DNA几乎完全一致,据此可以绘出一个家族中所有男性的家谱图。相较于传统的个体识别,基因族谱学在案件破获中的最大贡献,即是实现了“模糊匹配”的新突破。它能够帮助执法部门通过锁定嫌疑人的家系远亲,再通过“族谱绘制”,一步步排查,顺藤摸瓜地找到嫌疑人。基因族谱技术得以实现“模糊匹配”的核心,离不开公共DNA数据库的建立,许多陈年旧案受制于案发当时的科技水平,长期未有进展,但随着近年来大数据和DNA技术的深度融合纷纷告破。

在我国,最广为人知案件的莫过于“白银连环杀人案”。1988年至2002年间,白银市先后发生9起强奸残害女性的杀人案,造成巨大的社会恐慌。时隔28年,高承勇远房堂叔的遗传信息数据被警方上传到违法犯罪人员数据库中,根据基因族谱技术的分析,此人的遗传数据与白银连环杀人案嫌犯的Y染色体DNA信息高度相似,或与白银案凶手是同一家族的男性成员。后经指纹和DNA进一步比对,最终确认高承勇就是白银连环凶杀案的凶手。这种Y染色体DNA检验在实际案例中的应用突破了原有DNA的应用范畴,由DNA的精确比对,延伸到利用Y染色体的模糊比对,提升了DNA的应用成效。

当然,基因族谱技术及其关联的DNA数据库在司法公安领域中的应用尚处于萌芽阶段,其在技术与法律层面上的平衡,还需要通过更为深入的实践来加以考量。作为技术本身来说,基因族谱技术不单单适用于刑侦案件,其在助力寻找走失儿童等方面,还有着更为广泛的应用前景。2021年1月,公安部部署全国公安机关依托“打拐DNA系统”开展“团圆行动”,目前已协助找回上万名失踪被拐儿童,抓获拐卖犯罪嫌疑人数百名。2021年7月13日,电影《失孤》的原型人物郭刚堂也通过该系统寻回了失散二十四年的孩子,现实中的团圆正是电影最好的结局,这样的温馨故事今后也将不断续写。

分子表型刻画,DNA技术的新发展

DNA检测技术已在现场物证的检测、失踪人口的搜寻、重大灾难性事件人员的确认等许多方面发挥至关重要的作用,但科学家们仍在不断研发新的技术,其中可能会对未来产生重大影响的一个方向,是通过DNA来还原人类外貌。经过科学家们坚持不懈的研究,近年来这个领域已经取得了一些进展,揭示了决定人类头发形态、头发颜色、眼睛颜色、皮肤颜色,以及皮肤老化程度等一系列特征的基因,并成功地开发了推断未知个体的头发、眼睛和皮肤颜色的软件来描绘人的外貌。这项通过DNA绘制人画像的技术被称为分子表型刻画技术,它是近年来法医学的新兴领域,其目的是通过对检材DNA的深度挖掘,刻画出犯罪嫌疑人的外貌特征,从而为破案提供线索,缩小侦查范围。凭借这种新技术绘制出的犯罪嫌疑人的3D模拟画像,协助警方破获了一桩2016年发生在美国德克萨斯州的杀人案。目前,该技术只是一种辅助手段,不能作为破案证据,随着人类在基因研究上的进展,未来或许真的可以依靠DNA还原一个人外貌,让DNA成为最可靠的“目击证人”。

从诗人裴多菲的遗骨鉴定到白银连环杀人案的成功侦破,DNA技术功不可没。随着基因族谱学的应用和公共数据库的建立,越来越多的陈年旧案得以侦破,而研究人员仍在不断探索分子表型刻画等新的技术,可以预见DNA技术将成为打击违法罪犯最强有力的武器之一。

“以科学捍卫公正”,DNA技术无疑是现代科学送给人类的礼物,DNA技术潜力无限,未来的发展就让我们拭目以待。

(司法鉴定科学研究院法医物证学研究室助理研究员  陶瑞旸)

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