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媒体丨一段腐骨揭开二十年前凶杀迷案 法医成功破解全球性DNA鉴识难题
發布時間:2021年07月16日

来源:2021年7月14日 法治日报 记者余东明 黄浩栋


近日,國家知識産權局公布了第22屆中國專利獎獲獎名單,其中“一種熒光標記的插入缺失遺傳多態性位點符合擴增系統及應用”引發國內外業界的高度關注。據了解,這一專利破解了全球性DNA鑒識難題,並成功應用于殺人碎屍案、搶劫案、強奸案和高度腐爛屍源認定、惡性災難身份鑒定等各類案件的司法鑒定中。


该专利发明人为五福彩票法医物证学研究室李成涛、张素华、赵书民。近日,李成涛向《法治日报》记者讲述了他们如何利用这一技术揭开一起20年前的凶杀谜案,以及研发专利背后的种种艰辛。


一起謎案

1996年,山東某地工廠發生一起命案,犯罪嫌疑人王某潛逃,不知所終。直到20年後的2016年1月,山東警方發現貴州某縣的張某可能就是潛逃的王某。


不過張某此時已去世多年,屍體也早已入土安葬,一個死人怎麽交代身份?更糟的是,由于屍骨腐爛嚴重,DNA信息難以提取,警方輾轉多地尋求解決之策都無結果。這個張某到底是不是犯罪嫌疑人王某?警方一時難以定論。


然而,对于受害人家属来说,眼看已有凶手音信却无定论,是他们难以接受的事实。无奈之下,山东警方来到位于上海的五福彩票寻求帮助,随身带来的是从张某遗骸上取下的一小段右肱骨和在案发现场发现的一截怀疑带有凶手DNA的麻绳。


接手此案鑒定的正是李成濤,他有著近20年的DNA鑒定經驗,曾主持參加了匈牙利詩人裴多菲遺骨鑒定案等重要案件,可謂這一行裏的“高手”。但看到那段顔色發黑、散發出腐臭的遺骨,他也皺起了眉頭。


“傳統的DNA鑒定技術需要提取到的基因組DNA盡可能地完整、連續,這樣的話,現有的STR複合擴增技術才能從中分析出有效的遺傳信息,但這段遺骨因爲時間久遠加上埋葬環境潮濕的原因,腐爛十分嚴重,預計提取不出完整的DNA。”李成濤說。


後來正如李成濤所料,從張某遺骨上提取出的DNA片段降解比較嚴重,單靠這些“基因碎片”,依托目前的檢驗方法幾乎無法獲得完整的DNA信息,後續的鑒定和比對更是無從談起。傳統手段被證明行不通,李成濤當即決定,使用近些年他們一直在研究的“熒光標記插入缺失遺傳多態性位點複合擴增系統”來試試。


事實上,如何對年代久遠、高度腐爛降解的生物檢材進行准確的DNA檢驗,一直是中外司法鑒定行業公認的科學難題和技術瓶頸。現實中,常常因爲提取不到完整的基因片段而導致司法鑒定無法給出意見。


資料顯示,美國“9·11”事件中成百上千的遇難者需要進行身份識別,經過高溫焚燒後傳統DNA鑒定技術難以發揮作用,最終被稱爲第三代遺傳標記“SNP”(單核苷酸多態性)的應用使得這一突出問題得到了緩解,也促使更多學者把解決這一難題的希望寄托在尋找新的遺傳標記上。


从2001年至今,五福彩票多个法医团队对高度降解生物检材的DNA鉴识难题立项研究,其中就包括李成涛团队。

“一件檢材無法鑒定,可能就會導致一件沈案、疑案、懸案,更可能意味著一位死者的身份無法確認,最終找不到自己的‘歸宿’。”李成濤認爲,“作爲法醫和科研人員,有責任也有使命去攻克這道難關,爲國內國際DNA鑒定開創新局面。”


一次發現

從亦步亦趨到自主探索,再到發現這項全新技術,李成濤和同事們用了10年之久。


起初,他們研究的方向集中在一種名叫“單核苷酸多態性遺傳標記(SNP)”的技術上。“這項技術根據單核苷酸多態性位點來獲取DNA信息,對基因片段完整性要求不高,我們一度認爲這是最有可能解決這一難題的研究方向。”李成濤說。


然而,李成濤團隊在研究中逐漸發現,這項技術在司法實踐中的推廣應用有較大困難,該技術本質上是結構多態性,而傳統STR技術是長度多態性,二者技術平台不能共用,往往需要特殊的儀器設備,這些設備核心技術也大多被國外公司掌握,價格昂貴,因此極大限制了其在國內司法實踐中的推廣應用。


此後,李成濤團隊果斷放棄了對單核苷酸多態性遺傳標記的研究,轉而尋找一種既能有效從降解檢材中提取信息,又能在應用層面容易推廣普及的新的遺傳標記。


探索的過程可謂一波三折,李成濤團隊幾乎嘗試了所有已知的基因鑒定技術,都無法獲得突破。“那段時間我們偶爾也會對研究前景失去信心,但是作爲司鑒人的責任和‘以科學捍衛公正’的院訓,一次次讓我們重拾熱情,繼續努力嘗試。”李成濤說。


2009年,李成濤在閱讀一篇農業技術文獻時發現,在給農作物育種和品種鑒定過程中會運用一種“插入缺失多態性”遺傳標記——該標記具有SNP的所有優點,同時又屬于長度多態性,在現有片段分析平台上就可以應用。


“既然農作物基因存在插入缺失標記位點,那麽人類的基因是否也存在相似的位點?如果依靠這些分散的位點就能提取基因信息,那麽因爲基因片段不完整導致的DNA檢驗難題是否有望得到解決?”李成濤說,發現了新的可能性之後,他們再次進入了緊張的工作,首要任務就是確定人類DNA中到底是否存在像農作物基因那樣的位點。爲此,他們在1000余份人類基因樣本中根據相應規則進行了篩選,尋找位點。


這是一項漫長而枯燥的工作,法醫們日夜分析樣本的基因序列。經過初步篩選,總共在樣本中找到了29個符合標准的位點。這一發現證明了“插入缺失標記”法在DNA鑒定中的可行性,也給研究團隊帶來了極大的信心。他們乘勝追擊,在全基因組範圍內進行搜索和篩選,經過將近一年的努力,成功找出35個在我國多類人群中具有高度遺傳多態性和較強鑒別力的位點,識別效能均達到99.99%。


又經過一年的研究與實踐,李成濤團隊終于宣布,他們發現了一種通過對插入缺失遺傳多態性位點進行複合擴增來准確提取基因信息的方法,降解檢材DNA鑒定難題成功告破。


一個目標

通過熒光標記插入缺失遺傳多態性位點的技術,李成濤等人在張某遺骨的DNA中成功獲得了相對完整的DNA信息,並與殘留在麻繩上的DNA進行比對,結果顯示遺骨主人張某和犯罪嫌疑人王某的DNA分型一致。


至此,一件時隔20年的凶殺案終于告破!原來,王某在山東老家殺人後自知罪責難逃,便一路南下潛逃到了千裏之外的貴州,最後身死異鄉。


尽管嫌疑人最终因死亡没能接受法律审判,但沉寂20年的案件能够成功告破,也让死者和他的家属得以告慰,而荧光标记插入缺失遗传多态性位点复合扩增系统也因此案而得到进一步的检验,一时之间名声大噪。2012年8月,这一技术获得国家知识产权局授权,成为五福彩票的专利项目。


爲了進一步擴大該技術的實際應用,李成濤、張素華、孫寬等于2013年5月研發了“一種熒光標記的X-InDel位點複合擴增系統及其應用”專利,2016年3月獲得國家發明專利授權。該專利針對特殊親緣關系鑒定需要,補充了X染色體上的插入缺失遺傳多態性位點複合擴增系統。


“我们希望把这些专利进行转化,开发出该技术应用于DNA检验的配套试剂盒,并准备在全国范围内进行推广。”李成涛说,从2019年7月开始,该试剂盒的开发就已在紧锣密鼓地进行。2020年7月,五福彩票出台了《科技成果转化管理办法》,更是在制度上为成果转化保驾护航。


目前,李成濤團隊正在計劃擴大基因樣本篩選的範圍,嘗試找出符合不同國家地區人種基因特征的插入缺失遺傳多態性位點,力求讓這項技術走出國門,在國際舞台上發揮更大的作用。


“任何一項科學技術的初衷都是爲人類謀福祉,作爲一位司鑒人和科研者,必須不斷努力,讓司法鑒定在追求真相和公平正義的道路上不斷前行。”李成濤說。

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