接触DNA在侦查实践中的应用

卢 璇 ，徐 珍 ，牛青山 ，凃 政

（1.中国刑事警察学院，辽宁 沈阳 110035；2.公安部物证鉴定中心，北京 100038）

凡两个物体相互接触，必然会产生转移现象[1]。这一原理同样适用于犯罪现场的接触性检材及其所包含的接触DNA。接触DNA是指人体与客体相接触后遗留在客体表面的细胞内含有的遗传物质[2]。近年来，有报道[3-4]通过遗留在案发现场的微量生物检材中极其微量的接触DNA成功找到了犯罪嫌疑人。然而，接触DNA的来源仍然存在争议，侦查人员在现场勘验中发现，除了皮肤外，各种体液都可以通过接触转移，而只有表皮脱落细胞的DNA分型检验可提供遗留者生物信息[5]。关于接触DNA的另一个重要问题是二次转移的发生[6-7]。有研究[8]表明，人体和客体接触5s就会有脱落细胞残留在客体上，因此只要和皮肤表面发生接触的物体都可能留有上皮脱落细胞从而形成接触DNA检材。人体每天大约有40万个上皮细胞自然脱落[9]，构成了犯罪现场中接触DNA的主要来源。但是犯罪现场能提取到的检材量很少，检材中所包含的脱落细胞也很微量，而正是这种微量物证，成为许多案件的突破口，成为抓住犯罪嫌疑人的法宝[10]。

1 接触DNA的种类和来源

在杀人案件中，受害人与罪犯因身体接触所留下的痕迹（如吻痕、咬痕、掐痕等）所包含的极其微量的DNA成为确定犯罪嫌疑人的突破口；在强奸案件中，受害人的阴道和乳头等部位可能留有犯罪嫌疑人的脱落细胞[11]；交通事故中，提取安全气囊上的脱落细胞，对于寻找驾驶员提供了有利的线索[12]；提取汽车轮胎上的脱落细胞有助于确定嫌疑车辆；在借助工具实施的室内犯罪案件中，现场遗留的木棍、匕首、绳索、手套、烟头、胶带以及门把手的指纹等[13]，都可能留有犯罪嫌疑人的脱落细胞。对这些接触性检材进行细致的观察与提取，可为侦查人员提供破案思路，在案件的侦破中发挥重要作用。

通常认为，接触DNA来自数量有限的脱落有核细胞。最近有研究[2]提出，从接触表面回收的DNA可能不完全来源于表皮细胞，也可以由细胞外分泌物（如汗液和皮脂）的DNA组成。皮肤表面的细胞非常容易脱落进而转移到物体上成为接触DNA的来源。另外，唾液在人类的生存环境中普遍存在，因为其通过口腔的液体扩散。综上表明，一个静态的个体可以迅速在周边沉积足够数量的DNA，这对于现场接触DNA的提取会造成污染。因此，为了防止接触DNA污染的发生，建议侦查人员在犯罪现场进行勘验时佩戴防护面具。

2 接触DNA的采集方法

2.1 擦拭法

擦拭法适用于质地较硬、非渗透性载体[14]，如金属、玻璃载体等。用干、湿两个棉签在检材表面轻轻擦拭，边擦拭边旋转，尽量使棉签顶部周围粘上接触DNA[15]。由于脱落细胞附着在检材表面，因此在擦拭转移时要把握好力度，防止用力擦取过程中提取的附着基质内含有可能对结果产生影响的抑制剂[16]。虽然在实际应用中，擦拭法较为常用，但是这种“盲目”擦拭的方法仍会出现一些问题，如不同个体的脱落细胞位于同一物品的不同位置上，擦拭时误将该载体上的接触DNA当作单个个体的DNA进行擦拭。因此，在这种接触DNA检材中就会人为地通过擦拭形成不同个体的DNA混合物。为了避免这种问题，需要找寻一种从接触DNA中分离出单个或少数细胞的方法。

2.2 吸附法

吸附法[17]是用脱落细胞提取仪在袖口、衣领、口袋等直接接触人体皮肤处进行吸取。实践证明，该方法对于质软、粗糙的载体效果较好[18]。GORAY等[19]报道，与金属、玻璃等非渗透性载体相比，脱落细胞更容易沉积在渗透性载体上，也不易发生二次转移，该法能够将较大载体表面的脱落细胞富集起来，从而提高检验成功率。但是有报道[20]指出，吸附法和粘取法相比较，虽然富集到的脱落细胞较多，但是由于吸附表面积较大，容易造成污染，给后续STR分型带来干扰。

2.3 粘取法

粘取法[21]主要是用脱落细胞粘取器或胶带进行脱落细胞的采集，其中粘取器体积较小且便于携带，可对重点部位进行提取，能较好地防止污染，提高脱落细胞的检出率，尤其对于表面粗糙、渗透性差、质地较硬的载体上脱落细胞的提取。但是由于粘取器或胶带自身的黏性以及粘取次数的影响，在一定程度上使黏附的脱落细胞不易裂解，从而影响DNA的检出率。研究[22]表明，载体的差异和所用胶带类型的差异会影响接触DNA的检出率。

2.4 震荡冲洗法

震荡冲洗法[23]是一种较新型的接触DNA采集方法，近年来在法医物证学检验中逐渐得以应用。该方法与其他传统的接触DNA采集方法相比较，往往更能获得令人满意的分型结果，尤其是对于一些体积较小、质地较硬的载体，效果更明显。利用这种方法提取DNA时，将附着有脱落细胞的载体放入装有消化液的离心管中，通过与液体充分接触、震荡、洗脱，使脱落细胞中的DNA在消化液中充分溶解，具有效率高、污染小、提取的DNA浓度和纯度高的特点。然而，这种方法也存在一定的局限性，例如，由于离心管口径的限制，该方法只适用于体积较小的载体，另外，由于载体与消化液进行了充分混合，载体成分易溶解到消化液中，因此该方法更适合质地较硬的载体以防止溶解。

2.5 剪取法

通常含有较多脱落细胞的载体适用于这种方法[24]，例如含有较多口腔黏膜脱落上皮细胞的烟蒂等，也适用于便于剪切和分割的载体，如纸张、布条等。因其操作工具和过程都比较简单，因此被大量用于现场DNA的采集。但是由于脱落细胞在载体上分布的具体位置不确定，而剪取载体面积也不宜过大，这就使得在剪取过程中会破坏检材，影响脱落细胞的数量，从而影响DNA检出率。

3 接触DNA的提取方法

3.1 Chelex-100法

用 Chelex-100法提取 DNA[25-26]时，对检材用Chelex-100和蛋白酶K裂解，得到需要的DNA。此种方法操作简便、价格便宜，在同一管中进行，对检材损失少，并且对设备要求低，因而被广泛用于常规检材的DNA提取。Chelex-100法虽然初始接触DNA含量较大，但是由于中间步骤较多，造成DNA大量损失，使得接触DNA检出率较低，可能无法取得满意的效果，且对腐败降解检材的提取有一定的局限性[27]。

3.2 磁珠法（M48法）

磁珠法[28]提取接触DNA，主要是利用细胞裂解液和蛋白酶K使细胞裂解进而使DNA分子从细胞中游离出来。由于DNA分子带负电，因此可以被吸附到磁珠表面，然后通过磁场的作用使磁珠与细胞裂解液分开，回收磁珠颗粒并用80%乙醇溶液洗涤后，再用纯水或Tris缓冲液洗脱磁珠吸附的DNA，试剂盒的不同会导致提取过程有所差别。磁珠法DNA提取和纯化一次性完成，可以有效去除杂质，尤其是自动化磁珠法适用于大批检材的提取因而被广泛应用[29]。

3.3 直接扩增法

直接扩增法[30]是一种免提取扩增方法，提取过程中不需要DNA的提取步骤，而是将相应的检材直接用于PCR扩增，可以在较短时间内快速得到STR分型。目前已经研制出多种用于直接扩增的试剂盒，其中对于接触DNA多采用IdentifilerTMDirect PCR扩增试剂盒。用直接扩增法时要注意棉签擦拭转移过程中要集中擦拭，以保证接触DNA的质量和浓度。

以上三种方法通过在实践中的应用和比较，直接扩增法和磁珠法的检验成功率明显高于Chelex-100法[31]。直接扩增法可以得到较多的模板DNA，并且操作简便，节省人员和耗材。但此种方法仅适用于污染程度低、杂质少的检材，对于污染程度较严重的检材最好采用另外两种方法[32]。磁珠法所得的接触DNA污染少，对含有较多抑制剂的检材的检出率仍较高[31]。

4 影响接触DNA检出的因素

4.1 接触时间和提取时间

如果对接触DNA的提取不及时，脱落的表皮细胞在离体后失去生活功能而自溶。自溶是指溶酶体中包含的溶酶体酶（如水解酶和蛋白酶等）使细胞内一些重要的高分子物质（如组织蛋白、核酸以及其他糖脂、核蛋白等物质）逐步被降解[33]，导致细胞核染色质发生固缩、碎裂，最终完全溶解，使细胞内DNA降解。自溶的发生破坏了脱落细胞中DNA的结构和功能，使待测DNA含量减少，为案件侦破带来很大的困难。研究[34]表明：细胞自溶呈现一定的规律性，脱落细胞在脱落后3d内受周围环境影响较小，自溶相对较慢；3d以后受周围环境的温度、湿度影响，细胞自溶速度加快，使DNA含量下降，有些甚至失去检验的价值。有学者[31]通过实验得出，接触DNA随着接触时间的推移显著减少，说明接触时间越长，越难提取到DNA。

4.2 个体差异

不同个体表皮上皮细胞脱落的速度是不同的，通常认为：干性皮肤皮脂少，皮脂屑易脱落，构成皮脂屑的细胞随之脱落，提取到DNA的概率大；而油性皮肤皮脂分泌旺盛，皮脂屑不易脱落，脱落细胞相应较少，难以提取到DNA[35]。但是个体不能被简单地分为易于脱落者和不易脱落者[36]，因为即使对于同一个体，其接触某一物体时不同的行为活动以及生理状态对接触DNA检出率的影响也非常大。例如，接触前是否洗手、手掌是否出汗、是手背还是手掌接触、是左手还是右手接触、在接触时手上是否沾有其他杂质、是轻轻接触还是使劲接触以及接触后手是否还接触了其他物体等，都会影响对脱落细胞数量和归属的判断，使得不易脱落者和易于脱落者在一定程度上发生了转化。

4.3 载体表面的属性

固体表面的物理吸附性能与其表面积密切相关。固体难于形变，主要通过吸附其他物质降低表面能，且接触总表面积越大，表面张力越大，吸附能力越强。载体亦是如此，表面粗糙、间隙较大、结构较松散的载体接触总面积较大，吸附能力亦较强[37]。由于触摸痕中可能有汗渍存在，可与载体内物质进行化学反应，因此与接触物性质相近或带相反电性的载体表面与接触物吸附能力强。通过实验得出，与表面吸附性能强的物体接触后，遗留的脱落细胞较多，有利于进行DNA分型[20]。

通过对不同粗糙程度和硬度的载体进行分析比较得出[38-39]：脱落细胞更容易遗留在粗糙柔软的载体表面；越粗糙的表面摩擦系数越高，对皮脂膜及角质层的破坏越强，脱落的细胞也就越多，STR检验成功率较高；而光滑坚硬的物体表面提取的接触DNA的STR检验成功率则较低，其主要原因是此类载体上的脱落细胞较易从载体上脱落，从而大大减少了能提取到的DNA模板量。

载体所受污染情况的不同对于DNA降解的影响也不同。如地毯、织物上若沾有食物残渣，因载体吸湿性较好，潮湿的脱落细胞不易干燥，也易导致DNA的降解，尤其食物中还含有较多蛋白质，可作为细菌繁殖的培养基，更易使DNA发生降解。

4.4 接触DNA所处的环境

接触DNA在一般的自然环境中，会受到阳光、温度、湿度等各种天气状态以及洗涤剂、细菌、灰尘、昆虫等外界条件的影响，可能对DNA检验产生以下影响[40]：（1）影响 DNA 提取过程，降低 DNA 含量，从而对DNA分析结果产生影响；（2）载体上存在的DNA抑制剂在提取过程中被一并提取出来，抑制酶反应；（3）暴露于上述环境中的DNA可能会遭到损害进而降解，从而影响DNA提取的质量或浓度。

4.5 DNA的污染

接触DNA往往含量很少，若遇到其他常量DNA（如血迹、唾液等）覆盖时，根据STR检验模板扩增时的优势扩增原则，很可能会抑制接触DNA的扩增和检出。同样，若现场接触DNA检材较多，可能造成交叉污染，检出混合DNA分型。

4.6性别差异

意大利的研究人员[41]为了更好地理解接触DNA的性质和特征，通过胶带或拭子从30个男性和30个女性个体手和手指的手掌侧表面收集样本，并进行DNA和RNA共提取。STR分型结果显示，男性和女性检测到有效供体的等位基因平均百分比分别为75.1%和60.1%，男性样本的DNA完整性显著高于女性。男性和女性手和手指的混合DNA中，外源性DNA含量在女性样本中为30.0%，在男性样本中为8.3%。该研究结果表明，性别可能是影响个体通过手接触和转移DNA的重要因素，可能是因为男性和女性之间个人卫生习惯的差异。

5 接触DNA检验中的问题

即使国内外对于接触DNA的检验做了大量研究，但是接触物证检材的检验成功率仍然不高。分析原因可能有以下几点：（1）对案发现场接触检材的发现和提取不能做到及时有效，接触DNA可能已经变性或降解；（2）在接触DNA检材中提取全基因组难度极大，对于极微量的接触DNA提取困难，没有完全行之有效的提取方法；（3）载体上背景DNA的干扰作用在一定程度上抑制DNA扩增，使得接触DNA检出率不高[42]；（4）对接触检材的分型结果进行分析也是一个难点；（5）由接触DNA模板分析获得的图谱未必与案件有关联，有可能是案发前就已遗留，也有可能是一些无关人员甚至是勘查人员所留，对结果造成干扰；（6）由于接触DNA模板量少，易产生等位基因插入或丢失、影子峰增强、杂合子峰失衡等问题[43]；（7）多种DNA混合加大了检测和分析的难度。

6 展 望

随着人们对接触DNA的不断了解及其在法医学检验过程中的重要作用，接触DNA已成为识别犯罪嫌疑人、侦破案件的重要证据。接触DNA由于体积小、含量少，在现场物证提取中非常容易被忽视，这就需要勘查人员注意以下内容：（1）在破案过程中要有发现和提取微量物证和接触检材的意识和思维[44]，尽量避免物证的漏检，如注意犯罪现场残留的烟头、手套、口罩以及可能被触及的门把手或墙壁，爆炸现场的炸弹碎片等，这些都可能为锁定犯罪嫌疑人以及案件的侦破提供至关重要的线索；（2）不仅要大胆推测嫌疑人在犯罪现场可能接触的部位以获取接触DNA，还要推断嫌疑人在作案过程中可能经过的区域，并在该区域内寻找可疑的物证检材；（3）做好接触DNA在整个采集提取过程中的防污染工作，勘查人员进入现场后，做好自身的防护措施[45-46]；（4）结合案情科学、高效地提取、包装并运送接触检材；（5）处理极其微量的接触检材时必须做到检验时突出重点部位，由于接触DNA具有含量低、潜在性、易污染等特点，需要对可能留下接触DNA的物体表面进行精确、细致的操作；（6）需要在现场勘验、提取送检直至检验鉴定等各个环节充分考虑影响接触DNA检出的因素，正确分析、合理利用检验结果；（7）应注重接触DNA经过二次转移后对检验结果的影响[47]。

根据接触检材的检测结果作出鉴定意见时应慎重，但是接触DNA可以给勘查人员及法医工作者很好的提示和导向作用，可以为侦查办案提供重要线索，因此接触DNA这类微量物证将成为今后侦破案件的一个重要证据来源。