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一段腐骨揭开二十年前凶杀谜案
法医成功破解全球性DNA鉴识难题
发布时间:2021-07-14 10:05 星期三
来源:法治日报——法制网

法治日报全媒体记者 余东明

《法制与新闻》记者 黄浩栋

  近日,国家知识产权局公布了第22届中国专利奖获奖名单,其中“一种荧光标记的插入缺失遗传多态性位点符合扩增系统及应用”引发国内外业界的高度关注。据了解,这一专利破解了全球性DNA鉴识难题,并成功应用于杀人碎尸案、抢劫案、强奸案和高度腐烂尸源认定、恶性灾难身份鉴定等各类案件的司法鉴定中。

  该专利发明人为司法鉴定科学研究院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,永利代理官方:以及研发专利背后的种种艰辛。

一起谜案

  1996年,山东某地工厂发生一起命案,犯罪嫌疑人王某潜逃,不知所终。直到20年后的2016年1月,山东警方发现贵州某县的张某可能就是潜逃的王某。

  不过张某此时已去世多年,尸体也早已入土安葬,一个死人怎么交代身份?更糟的是,由于尸骨腐烂严重,DNA信息难以提取,警方辗转多地寻求解决之策都无结果。这个张某到底是不是犯罪嫌疑人王某?警方一时难以定论。

  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司法鉴定科学研究院寻求帮助,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。

  接手此案鉴定的正是李成涛,他有着近20年的DNA鉴定经验,曾主持参加了匈牙利诗人裴多菲遗骨鉴定案等重要案件,可谓这一行里的“高手”。但看到那段颜色发黑、散发出腐臭的遗骨,他也皱起了眉头。

  “传统的DNA鉴定技术需要提取到的基因组DNA尽可能地完整、连续,这样的话,现有的STR复合扩增技术才能从中分析出有效的遗传信息,但这段遗骨因为时间久远加上埋葬环境潮湿的原因,腐烂十分严重,预计提取不出完整的DNA。”李成涛说。

  后来正如李成涛所料,从张某遗骨上提取出的DNA片段降解比较严重,单靠这些“基因碎片”,依托目前的检验方法几乎无法获得完整的DNA信息,后续的鉴定和比对更是无从谈起。传统手段被证明行不通,李成涛当即决定,使用近些年他们一直在研究的“荧光标记插入缺失遗传多态性位点复合扩增系统”来试试。

  事实上,如何对年代久远、高度腐烂降解的生物检材进行准确的DNA检验,一直是中外司法鉴定行业公认的科学难题和技术瓶颈。现实中,常常因为提取不到完整的基因片段而导致司法鉴定无法给出意见。

  资料显示,美国“9·11”事件中成百上千的遇难者需要进行身份识别,经过高温焚烧后传统DNA鉴定技术难以发挥作用,最终被称为第三代遗传标记“SNP”(单核苷酸多态性)的应用使得这一突出问题得到了缓解,也促使更多学者把解决这一难题的希望寄托在寻找新的遗传标记上。

  从2001年至今,司法鉴定科学研究院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。

  “一件检材无法鉴定,可能就会导致一件沉案、疑案、悬案,更可能意味着一位死者的身份无法确认,最终找不到自己的‘归宿’。”李成涛认为,“作为法医和科研人员,有责任也有使命去攻克这道难关,为国内国际DNA鉴定开创新局面。”

一次发现

  从亦步亦趋到自主探索,再到发现这项全新技术,李成涛和同事们用了10年之久。

  起初,他们研究的方向集中在一种名叫“单核苷酸多态性遗传标记(SNP)”的技术上。“这项技术根据单核苷酸多态性位点来获取DNA信息,对基因片段完整性要求不高,我们一度认为这是最有可能解决这一难题的研究方向。”李成涛说。

  然而,李成涛团队在研究中逐渐发现,这项技术在司法实践中的推广应用有较大困难,该技术本质上是结构多态性,而传统STR技术是长度多态性,二者技术平台不能共用,往往需要特殊的仪器设备,这些设备核心技术也大多被国外公司掌握,价格昂贵,因此极大限制了其在国内司法实践中的推广应用。

  此后,李成涛团队果断放弃了对单核苷酸多态性遗传标记的研究,转而寻找一种既能有效从降解检材中提取信息,又能在应用层面容易推广普及的新的遗传标记。

  探索的过程可谓一波三折,李成涛团队几乎尝试了所有已知的基因鉴定技术,都无法获得突破。“那段时间我们偶尔也会对研究前景失去信心,但是作为司鉴人的责任和‘以科学捍卫公正’的院训,一次次让我们重拾热情,继续努力尝试。”李成涛说。

  2009年,李成涛在阅读一篇农业技术文献时发现,在给农作物育种和品种鉴定过程中会运用一种“插入缺失多态性”遗传标记——该标记具有SNP的所有优点,同时又属于长度多态性,在现有片段分析平台上就可以应用。

  “既然农作物基因存在插入缺失标记位点,那么人类的基因是否也存在相似的位点?如果依靠这些分散的位点就能提取基因信息,那么因为基因片段不完整导致的DNA检验难题是否有望得到解决?”李成涛说,发现了新的可能性之后,他们再次进入了紧张的工作,首要任务就是确定人类DNA中到底是否存在像农作物基因那样的位点。为此,他们在1000余份人类基因样本中根据相应规则进行了筛选,寻找位点。

  这是一项漫长而枯燥的工作,法医们日夜分析样本的基因序列。经过初步筛选,总共在样本中找到了29个符合标准的位点。这一发现证明了“插入缺失标记”法在DNA鉴定中的可行性,也给研究团队带来了极大的信心。他们乘胜追击,在全基因组范围内进行搜索和筛选,经过将近一年的努力,成功找出35个在我国多类人群中具有高度遗传多态性和较强鉴别力的位点,识别效能均达到99.99%。

  又经过一年的研究与实践,李成涛团队终于宣布,他们发现了一种通过对插入缺失遗传多态性位点进行复合扩增来准确提取基因信息的方法,降解检材DNA鉴定难题成功告破。

一个目标

  通过荧光标记插入缺失遗传多态性位点的技术,李成涛等人在张某遗骨的DNA中成功获得了相对完整的DNA信息,并与残留在麻绳上的DNA进行比对,结果显示遗骨主人张某和犯罪嫌疑人王某的DNA分型一致。

  至此,一件时隔20年的凶杀案终于告破!原来,王某在山东老家杀人后自知罪责难逃,便一路南下潜逃到了千里之外的贵州,最后身死异乡。

  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,成为司法鉴定科学研究院的专利项目。

  为了进一步扩大该技术的实际应用,李成涛、张素华、孙宽等于2013年5月研发了“一种荧光标记的X-InDel位点复合扩增系统及其应用”专利,2016年3月获得国家发明专利授权。该专利针对特殊亲缘关系鉴定需要,补充了X染色体上的插入缺失遗传多态性位点复合扩增系统。

  “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,司法鉴定科学研究院出台了《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,李成涛团队正在计划扩大基因样本筛选的范围,尝试找出符合不同国家地区人种基因特征的插入缺失遗传多态性位点,力求让这项技术走出国门,在国际舞台上发挥更大的作用。

  “任何一项科学技术的初衷都是为人类谋福祉,作为一位司鉴人和科研者,必须不断努力,让司法鉴定在追求真相和公平正义的道路上不断前行。”李成涛说。

责任编辑:武卓立
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