法醫(yī)DNA檢驗(yàn)技術(shù)是過(guò)繪制人類(lèi)DNA圖譜，進(jìn)行圖譜間比對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)同一性認(rèn)定。其主要依據(jù)是人類(lèi)DNA的多態(tài)性，包括序列長(zhǎng)度多態(tài)性和堿基序列多態(tài)性?xún)煞N。根據(jù)DNA不同可分為常染色體DNA檢測(cè)、Y染色體
該技術(shù)是由一系列技術(shù)組合形成的技術(shù)包，如DNA提取技術(shù)、限制性酶切技術(shù)、PCR擴(kuò)增技術(shù)、熒光標(biāo)記技術(shù)、DNA雜交技術(shù)、凝膠電泳技術(shù)、測(cè)序技術(shù)等。隨著這些技術(shù)的發(fā)生發(fā)展，法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)經(jīng)歷了從基于雜交的DNA指紋圖譜技術(shù)到基于PCR擴(kuò)增的AFLP、STR檢測(cè)技術(shù)和基于測(cè)序的線(xiàn)粒體DNA(mtDNA)檢測(cè)技術(shù)等重大技術(shù)革新。
法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步離不開(kāi)生物化學(xué)、物理學(xué)和遺傳學(xué)的發(fā)展。目前已發(fā)展到以復(fù)合熒光標(biāo)記多重STR檢測(cè)、mtDNA檢測(cè)技術(shù)和SNP分析為主導(dǎo)的技術(shù)體系。STR檢測(cè)又分為常染色體STR檢測(cè)、Y染色體STR檢測(cè)。這些技術(shù)已經(jīng)成為公安機(jī)關(guān)偵查破案的利器，在刑偵辦案、親子關(guān)系確認(rèn)、災(zāi)難受害者身份識(shí)別和證實(shí)罪犯等方面發(fā)揮著巨大的作用，已經(jīng)成為法醫(yī)物證檢驗(yàn)的重要組成部分。
DNA指紋技術(shù)
DNA指紋是應(yīng)用最早的一種法醫(yī)DNA技術(shù)，屬于限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性標(biāo)記(RFLPs)，利用特異的限制性?xún)?nèi)切酶將基因組DNA切割成一系列DNA片段，經(jīng)電泳分離后，用特異探針顯色得到DNA條帶。這種技術(shù)操作繁瑣，周期長(zhǎng)，并且需要利用放射性同位素或熒光探針或者銀染顯色，所以應(yīng)用局限性較大，并沒(méi)有大范圍普及，目前已經(jīng)被淘汰。
AFLP(擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析)
AFLP分析是基于PCR擴(kuò)增的法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)，比DNA指紋技術(shù)簡(jiǎn)單、多態(tài)性好。根據(jù)基因組中可變數(shù)目串聯(lián)重復(fù)序列兩端保守序列設(shè)計(jì)引物，擴(kuò)增這種重復(fù)串聯(lián)序列，有著較好的多態(tài)性。但由于有時(shí)擴(kuò)增片段長(zhǎng)度差異較大，PCR擴(kuò)增效率和擴(kuò)增穩(wěn)定性不夠好，逐漸被STR(短串聯(lián)重復(fù)序列標(biāo)記)取代，可以說(shuō)是STR檢測(cè)技術(shù)的較低版本。
STR檢測(cè)技術(shù)
隨著短串聯(lián)重復(fù)序列(STR)的發(fā)現(xiàn)，STR技術(shù)很快發(fā)展成為法醫(yī)DNA檢測(cè)的重要技術(shù)。由于STR片段長(zhǎng)度相對(duì)較短，片段的退火溫度較為相似，便于實(shí)現(xiàn)多位點(diǎn)多重?cái)U(kuò)增。STR檢測(cè)技術(shù)進(jìn)一步完善發(fā)展，與熒光標(biāo)記和現(xiàn)代化遺傳分析儀相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)法醫(yī)DNA檢測(cè)的全自動(dòng)化。STR檢測(cè)技術(shù)成為目前法醫(yī)DNA檢測(cè)應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)。并且當(dāng)前的大型DNA數(shù)據(jù)庫(kù)都是采用STR技術(shù)建立起來(lái)的，而且數(shù)據(jù)庫(kù)規(guī)模還在迅速增長(zhǎng)。全自動(dòng)高通量的STR檢測(cè)平臺(tái)和覆蓋全面的STR數(shù)據(jù)庫(kù)相結(jié)合，使得STR技術(shù)在刑偵辦案中所向披靡，破獲了大量的疑難案件。法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)于相關(guān)儀器、檢測(cè)試劑耗材的同步發(fā)展，將是法醫(yī)學(xué)DNA檢測(cè)技術(shù)提供者的兩大任務(wù)。其中Y染色體STR技術(shù)詳見(jiàn)“法醫(yī)Y-DNA檢測(cè)技術(shù)科普”板塊。
mtDNA檢測(cè)技術(shù)
mtDNA(線(xiàn)粒體DNA)檢測(cè)是一種序列堿基多態(tài)性。該技術(shù)對(duì)存在于人類(lèi)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中的線(xiàn)粒體DNA進(jìn)行多態(tài)性檢測(cè)。mt是一條閉合環(huán)狀DNA，在一個(gè)生物細(xì)胞中存在很多個(gè)拷貝，其結(jié)構(gòu)中有高變區(qū)域。無(wú)母系親緣關(guān)系的個(gè)體間多態(tài)性較好，且存在一些高變區(qū)域。利用高變區(qū)域的序列多態(tài)性，方便進(jìn)行個(gè)體識(shí)別。由于人類(lèi)mtDNA不發(fā)生重組，受精卵形成時(shí)線(xiàn)粒體來(lái)自母親提供的卵子，所以遵循母系遺傳，適用于母子關(guān)系認(rèn)定。
由于人體的每個(gè)細(xì)胞中都含有成千上萬(wàn)個(gè)拷貝的mtDNA，相比核DNA只有一個(gè)拷貝，mtDNA在檢測(cè)上靈敏性更高。其閉環(huán)結(jié)構(gòu)，具有抵抗降解的能力?？梢詫?duì)古老材料、腐敗材料、角化細(xì)胞如毛發(fā)和指甲等材料進(jìn)行分析。由于這些材料中核DNA大部分已經(jīng)降解，mtDNA檢測(cè)別具優(yōu)勢(shì)。
mtDNA屬于一種堿基多態(tài)性標(biāo)記，如果能借助于現(xiàn)代測(cè)序技術(shù)結(jié)合，可以更大的發(fā)揮效用。詳見(jiàn)“mtDNA檢測(cè)技術(shù)”板塊。
單核苷酸多態(tài)性性(SNP)分析技術(shù)
SNP是一種序列多態(tài)性，指DNA序列中單個(gè)核苷酸變異。由于在同一個(gè)堿基位置發(fā)生兩次突變的概率極低，所以SNP標(biāo)記通常有兩種基因型(少數(shù)存在4種基因型)，比較便于結(jié)果分析。SNP標(biāo)記分布非常廣泛，數(shù)目眾多，DNA微少的生物檢材料也可以實(shí)用。SNP標(biāo)記的檢測(cè)既可以通過(guò)對(duì)目的DNA擴(kuò)增和測(cè)序。微陣列DNA芯片、飛行質(zhì)譜分析和變性高效液相層析法等非電泳分型技術(shù)。相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)方法為法醫(yī)DNA檢測(cè)分析奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著高通量檢測(cè)儀器的發(fā)明，遺傳標(biāo)記數(shù)目和數(shù)據(jù)逐漸完善，數(shù)據(jù)庫(kù)信息的深度挖掘和分析，法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)不斷地進(jìn)步。
我過(guò)法醫(yī)DNA檢測(cè)技術(shù)基本與國(guó)際同步，早在上世紀(jì)80年代，公安部物證鑒定中心就開(kāi)始展開(kāi)DNA指紋技術(shù)的研究并應(yīng)用于辦案，然而由于技術(shù)繁瑣、周期長(zhǎng)，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大范圍的普及。八五期間，發(fā)展了DNA擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性標(biāo)記和人類(lèi)mtDNA測(cè)序技術(shù)。
STR技術(shù)局限性 突變率相對(duì)較高，SNP則低很多
正在研究的可應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)的遺傳標(biāo)記除SNP以外，還有插入缺失標(biāo)記、Alu重復(fù)序列、DNA甲基化表觀遺傳學(xué)標(biāo)記等。
InDel標(biāo)記同SNP標(biāo)記一樣也是一種二態(tài)性遺傳標(biāo)記，于SNP有著近似的自然突變率，顯著低于STR。兩個(gè)等位基因表現(xiàn)為少數(shù)堿基的片段長(zhǎng)度多態(tài)性，可利用復(fù)合熒光多重PCR擴(kuò)增和毛細(xì)管電泳分型技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，因而成為法醫(yī)DNA鑒定關(guān)注的熱點(diǎn)。
Alu重復(fù)序列是靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物基因組中的短散在重復(fù)序列家族的一員，是一種比較活躍的遺傳元件。由于包含限制性?xún)?nèi)切酶Alu的沒(méi)切位點(diǎn)，所以成為Alu重復(fù)序列。存在于幾乎所有基因的內(nèi)含子中，居于普遍性、多樣性和特異性。
DNA甲基化
是一種重要的表觀遺傳標(biāo)記，可能應(yīng)用于對(duì)同卵雙胞胎和連體嬰身份識(shí)別，作為目前經(jīng)典遺傳標(biāo)記的有效補(bǔ)充。目前正在研究具有潛在法醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值的DNA甲基化位點(diǎn)，有望依據(jù)甲基化的SNP位點(diǎn)進(jìn)行身份識(shí)別。
以上幾種新檢測(cè)方法，由于還卻少系統(tǒng)性研究和成熟的應(yīng)用體系，目前僅作為常規(guī)STR檢測(cè)技術(shù)的補(bǔ)充檢驗(yàn)技術(shù)，用于彌補(bǔ)STR檢驗(yàn)中存在的不足。其中SNP和indel標(biāo)記更加適合DNA芯片等高通量檢驗(yàn)，伴隨著二代和三代測(cè)序技術(shù)的迅速發(fā)展及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和體系的建立，其檢驗(yàn)時(shí)間有望大幅縮短，對(duì)應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備將更易于便攜，有望成為法醫(yī)DNA檢測(cè)的下一代主流技術(shù)。
