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摘要:本研究采用限制性组合分析法对一起强奸案中的男女混合斑进行了DNA分型结果的推定。混合斑是由强奸案件中的床单上提取的,包含了男性和女性的生物检材。通过应用国际法医遗传学会(ISFG)推荐的计算方法,本研究成功对混合斑中个体的DNA分型进行了准确分析,为案件提供了有力的科学证据。
关键词:限制性组合分析法,强奸案,男女混合斑,DNA分型,法医学
引言
混合斑作为法医物证学研究的难点及重点长期以来一直是研究热点问题,但由于混合组成复杂,影响因素众多,同时局限于实际运用中的技术局限,混合斑在实际检案中,多数无法被细致处理及区分。在实际检案中经常遇到的混合斑主要分为两类:一是性侵害案件中大量女性阴道上皮细胞混合少量精子;二是普通来源的生物检材之间的混合,如血-血、唾液-血液混合等。随着技术的发展,针对女性阴道上皮细胞混合精子出现了类荧光/磁性激活、显微操纵、声波差异分离法等分离精子的技术;针对血-血、唾液-血液混合等斑块,因提取却分难度较大,近年来大规模平行测序、液滴微流 控技术、乳液 PCR(ePCR)、全基因组扩增等技术的出现,提高了次要成分的检出机率[1]。上述新技术提高了检出率,但混合 DNA 的基因分型结果表现为各组分的等位基因相互并存、相互重叠的现象,导致结果的分析异常复杂对于具体混合斑检验结果的分析却也面临着技术难题,最常用的理论分析法是似然比法,可以通过无限组合或者有限组合的方式进行假设检验,在分析混合斑时能够概括所有的已知证据,并且不受已知基因分型的影响。在此基础上通过限制性组合分析法对混合基因分型是一种广泛适用,运用较为简单的分析手段,可以满足当前多数地区没有具体分析软件及分析方法的现状。本文通过限制性组合分析方法对一强奸案中的混合成分进行分析,最后确认了关键的定罪证据。
1.案情
某一强奸幼女案中,两成年人先后强奸了一幼女,其中先进行犯罪的嫌疑人的内裤裆部内侧以及龟头上均检出含有幼女DNA的混合斑,但现场物证没有检见其精斑,混合DNA分析及解读成为定罪的关键证据。
2 材料与方法
2. 1 样本及检验
样本 本案中龟头擦拭棉签1份
DNA 检验 采用 Chelex 法提取上述检材 DNA, 经用 AB-IdentifilerTM试剂盒扩增后在 ABI 3500XL遗传分析仪上行检测,结果用GeneMapper 3.2软件进行分析。
2.2 混合比值( Mx) 的计算
混合样本中已知各组分的比例在扩增前后基本不会变化[2]。所以,我们可以根据电泳图谱的峰高及峰面积反推出混合样本中各组分所占的比例。在男/女混合 DNA 分型中,其性别基因座显示为 X、Y 两条等位基因,其中 X 为共享等位基因,峰高反映男、女两供体的信息;Y 的峰高只反映男性供体的信息。对于男性供体而言,其 X、Y 两等位基因杂合型均衡比应>0.6。通常,杂合 子两等位基因相对荧光强度之比≤1。根据这两个阈值可以由等位基因 Y 的峰高推 算出男性供体 DNA 分型中与 Y 对应的等位基因 X 的峰高,进而计算出男性 DNA 在该混合 DNA 中所占比例的观测值MX.
当性别基因座的X峰高小于Y峰高时,我们用Y的峰高去计算X峰高的最小和最大可能值:X峰高的最小估计值是Y峰高的60%(即乘以0.6); X峰高的最大估计值等于Y峰高。假定Y峰高为687rfu,因此X峰高的计算范围是412.2rfu到687rfu。根据上述X峰高的计算结果,我们可以进一步估算混合DNA样本中男性成分的比例:当X峰高取最小估计值时,男性成分比例的最小估计是Y峰高加上X峰高的最小估计值除以X和Y峰高的总和;当X峰高取最大估计值时,男性成分比例的最大估计是Y峰高加上X峰高的最大估计值,再除以X和Y峰高的总和;这样计算出的男性成分比例的范围是34%至42%。
当性别基因座的X峰高大于Y峰高时,我们用Y峰高去计算X峰高的最小和最大可能值:X峰高的最小估计值等于Y峰高;X峰高的最大估计值是Y峰高的0.6(即除以0.6),假定Y峰高为687rfu,因此X峰高的计算范围是687rfu到1145rfu。根据上述X峰高的计算结果,我们可以进一步估算混合DNA样本中男性成分的比例: 当X峰高取最小估计值时,男性成分比例的最小估计是Y峰高加上X峰高的最小估计值,除以X和Y峰高的总和;当X峰高取最大估计值时,男性成分比例的最大估计是Y峰高加上X峰高的最大估计值,再除以X和Y峰高的总和;这样计算出的男性成分比例的范围是42%至57%[3][4]。
综上所述,通过这种方法估算出的混合DNA中嫌疑人DNA的混合比例大约在34%至57%之间。
2.3筛选合理的表型组合
计算各基因座中任意两等位基因条带间的杂合型均衡值和所有表型组合中各
表型相应的混合比例值,筛选出满足 1≥Hb>0.6 以及与 Mx范围 29%-49%有交集的表型组合即为合理的表型组合[4]。
2.4与参考样本(受害人)DNA 分型比对
通常两参数评估筛选后合理的表型组合不止一种,必须同受害人 DNA 分型相比对来确定嫌疑人的合理 DNA 分型。
2.5 计算混合 DNA 的似然率(LR)
运用该分析法对混合 DNA 分型结果进行解释后,需要对该混合 DNA 的证据强度进行量化评估,即计算该混合 DNA 分型的似然率(LR)。原告假设认为该混合 DNA 为受害人和嫌疑人所留,被告假设认为该混合 DNA 为受害人和未知个体所留。建立在原告和被告假设下的混合 DNA 的 LR 值等 于从混合 DNA 分型中分离的嫌疑人 DNA 分型在人群中表型频率的倒数。通过限制性组合模型分析法从上述混合 DNA 中分离出嫌疑人 DNA 分型,计算混合 DNA 的 LR 值。经计算数值为3.3427×1013,支持该混合斑是受害人和嫌疑人所留,不支持是受害人和无关个体所留
表 1 混合斑 DNA 分型参数评估表
基因座 | 等位基因 | 各条带峰高值(rfu) | 杂合均衡比(Hb) | 表型组合 | 混合比值Mx | 合理表型 | 比对后的表型 | |
受害人 嫌疑人 | ||||||||
FGA | 22 | 94 | Hb22/24=0.99 | 22 | 50% | ---- | 22/23 | 缺失 |
24 | 50% | |||||||
22/24 | 80%-100% | 24/26 | ||||||
24 | 93 | 22 | 0-20% | |||||
22/24 | ----- | ---- | ||||||
22/24 | ||||||||
D5S818 | 11 | 1701 | ----- | 11 | ----- | 11 | 11 | 11 |
D18S51 | 12 | 416 | Hb12/15=0.75 | 12/15 | 66%-100% | 12/15 | 15/19 | ---- |
15 | 312 | Hb12/19=0.08 | 12/19 | 7%-12% | ||||
19 | 33 | Hb15/19=0.11 | 12/15 | 96% | 12/15 | |||
19 | 4% | |||||||
TPOX | 8 | 939 | ---- | 8 | ---- | 8 | 8 | 8 |
vWA | 14 | 285 | Hb14/16=0.61 | 14/16 | 57%-96% | 14/16 | 17/18 | 确失 |
16 | 471 | Hb14/17=0.14 | 16/17 | 8%-13% | ||||
17 | 39 | Hb16/17=0.08 | 14/16 | 96% | 14/16 | |||
17 | 4% | |||||||
D19S433 | 14 | 472 | Hb14/15=0.75 | 14 | 43% | ---- | 14/15 | 14/15 |
15 | 57% | |||||||
14/15 | 69%-100% | 14/15 | ||||||
15 | 630 | 15 | 0%-31% | |||||
14/15 | ---- | |||||||
14/15 | ||||||||
D2S1338 | 19 | 86 | Hb19/20=0.21 | 19/23 | 13%-22% | 20/23 | 19/23 | 20/23 |
20 | 418 | Hb19/23=0.16 | 20/23 | 64%-100% | ||||
23 | 534 | Hb20/23=0.78 | 20/23 | 92% | 20/23 | |||
19 | 8% | |||||||
D16S539 | 9 | 503 | Hb9/10=0.74 | 9/10 | 90% | 9/10 | 11/12 | 9/10 |
10 | 370 | Hb9/11=0.09 | 11/12 | |||||
11 | 45 | Hb9/12=0.09 | ||||||
Hb10/11=0.12 | 10% | ----- | ||||||
12 | 47 | Hb10/12=0.13 | ||||||
Hb11/12=0.96 | ||||||||
D13S317 | 11 | 1038 | ---- | 11 | ---- | 11 | 11 | 11 |
TH01 | 7 | 772 | Hb7/8=0.14 | 7/9.3 | 72%-100% | 7/9.3 | 8/9.3 | ---- |
8 | 197 | Hb7/9.3=0.93 | 7/8 | 11%-18% | ||||
9.3 | 72`1 | Hb8/9.3=0.15 | 7/9.3 | 93% | 7/9.3 | |||
8 | 7% | |||||||
CSF1PO | 10 | 118 | Hb10/11=0.23 | 10/12 | 15%-25% | 11/12 | 10/12 | 11/12 |
11 | 505 | Hb10/12=0.18 | 11/12 | 64%-100% | ||||
12 | 649 | Hb11/12=0.78 | 11/12 | 91% | 11/12 | |||
10 | 9% | |||||||
D7S820 | 7 | 344 | Hb7/10=0.10 | 7/12 | 87% | 7/12 | 10/11 | 7/12 |
10 | 36 | Hb7/11=0.15 | 10/11 | |||||
11 | 52 | Hb7/12=0.76 | ||||||
Hb10/11=0.69 | 13% | |||||||
12 | 263 | Hb10/12=0.14 | ||||||
Hb11/12=0.20 | ||||||||
D21S11 | 28 | 481 | Hb28/30=0.14 | 28/30 | 12%-20% | 28/31 | 30 | 28/31 |
30 | 67 | Hb28/31=0.75 | 28/31 | 64%-100% | ||||
31 | 361 | Hb30/31=0.19 | 28/31 | 93% | 28/31 | |||
30 | 7% | |||||||
D3S1358 | 14 | 100 | Hb14/15=0.19 | 14/16 | 14%-23% | 15/16 | 14/15 | ---- |
15 | 516 | Hb14/16=0.19 | 15/16 | 71%-100% | ||||
16 | 540 | Hb15/16=0.96 | 15/16 | 91% | 15/16 | |||
14 | 9% | |||||||
D8S1179 | 10 | 391 | Hb10/12=0.38 | 10/12 | 31%-51% | 10/12 | 12/13 | 10/12 |
12 | 1025 | Hb10/13=0.64 | 12/13 | 48%-80% | 12/13 | |||
13 | 608 | Hb12/13=0.59 | 10/13 | 49% | ||||
12 | 51% | |||||||
3.讨论
等位基因共享往往造成无法区分混合DNA 的主次成分,对于混合DNA的分型解释具有很大的挑战,要充分结合峰高/峰面积等信息及案情的基本情况进行综合分析,不能凭借主观的臆断来分析混合样本,以免获得错误的分型结果。
限制性组合分析法对混合基因分型是一种广泛适用,运用较为简单的分析手段。由于混合 DNA 受等位基因缺失、影子带、低拷贝(LCN)、污染因素的影响,故在分离嫌疑人 DNA 时要格外小心,除 DNA 分型峰高/峰面积信息外,还需与 DNA 分型质量好坏、实验室环境及案情的掌握程度相结合进行综合分析[6]。
混合 DNA 的扩增产物的峰面积与混合 DNA 存在正比例关系[7],为混合 DNA 检材的基因座分型提供了科学依据,在一些混合分型浓度较高的案例中,通过峰面积比值基本可以判断出混合DNA扩增产物的比率范围,这样为下一步进行拆分提供大的经验方向。
参考文献
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[3]胡娜.混合 DNA 分型结果的解释及法医学应用[D].太 原:山西医科大学法医学院,2009.
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[7] 牛青山,温文娇,潘永锋,等.峰面积比值法分析混合 DNA 扩增产物的比例关系[J].中 国 刑 警 学 院 学 报,2014,4: 55-57.