生物性检材的个人识别课件

1、 第十三章第十三章 生物性检材的个人生物性检材的个人 识别识别 第一节第一节 概述概述 什么是个人识别？ 如何进行个人识别？ p 什么是遗传分型？ p 什么是遗传标记？ p 如何进行DNA分型？ p 如何解释DNA证据？ 个人识别的意义？ 个个 人人 识识 别别 分析生物性检材以揭示个体身份的鉴定工作 现场遗留物现场遗留物 凶器凶器 各种生物检材各种生物检材 嫌疑人嫌疑人/受害者受害者 遗传分型 结果分析、比对结果分析、比对 遗传分型 什么是遗传分型什么是遗传分型? 所谓分型，是指通过一定的技术手段 确定个体特定遗传标记的表型或基因 型。 法医遗传标记分类法医遗传标记分类 血型血型，,广义，广

2、义， 血液的遗传差血液的遗传差 异异 血型血型，狭义，血液细胞由遗传决狭义，血液细胞由遗传决 定的抗原差异定的抗原差异 红细胞型（红细胞型（ABO） 白细胞型（白细胞型（HLA） 血小板型血小板型 血液蛋白质遗传多态性血液蛋白质遗传多态性酶型酶型红细胞酶型（红细胞酶型（PGM1） 血清酶型血清酶型 血清型血清型同种异型（同种异型（Gm） 血清蛋白电泳多态性（血清蛋白电泳多态性（GC） DNA遗传标记遗传标记DNA长度多态性长度多态性(STR) DNA序列多态性序列多态性(mtDNA) DNA分型分型 DNA遗传标记有足够的多态性，理论上可以通过遗传标记有足够的多态性，理论上可以通过DNA分分

3、型，而不必通过测定全基因组序列来进行个人识别型，而不必通过测定全基因组序列来进行个人识别 DNA分型能从任何含有细胞的体液或组织中得到相同的分型能从任何含有细胞的体液或组织中得到相同的 结果结果 能够对陈旧斑痕能够对陈旧斑痕 极微量的检材分型极微量的检材分型 分析结果能构成计算机数据库分析结果能构成计算机数据库 快速分型的能力，可以尽快排除无辜的犯罪嫌疑人，使快速分型的能力，可以尽快排除无辜的犯罪嫌疑人，使 鉴定工作不至于延误案件调查。鉴定工作不至于延误案件调查。 生物性检材的特点生物性检材的特点 环境、保存条件所产生的影响和某些不确 定性！ 分析生物性检材的策略分析生物性检材的策略 观察形态

4、学特征 进行化学、免疫学、生物化学与分子生物 学实验检测 由简单到复杂，逐步排除，逐步缩小范围的实 验分析策略减少不确定性，实现个人识别。 检材的发现、采集、包装和送检检材的发现、采集、包装和送检 检材的发现、采集、包装和送检检材的发现、采集、包装和送检 检材的发现检材的发现 散在分布; 对不明显的生物性检材，需要针对生物性 检材各自不同的特点和理化性质，利用不 同的理化手段，努力去寻找发现。 例如：血痕：鲁米诺喷雾荧光 精斑：紫外线照射银白带暗紫晕荧光 检材的发现、采集、包装和送检检材的发现、采集、包装和送检 检材的检材的收集收集 确保证据链的有效性： 翻动现场物件或提取生物性检材前，先拍照

5、、绘图、测 量和记录其原始状态，切勿破坏原有生物性检材或添加无 关痕迹或物品。 提取生物性检材的方法根据物品种类而异。 可参照中华人民共和国公共安全行业标准法医学 物证检材的提取、保存与送检 GA/T 1691997。 检材的发现、采集、包装和送检检材的发现、采集、包装和送检 检材的检材的包装和送检包装和送检 尽快送检； 不能用福尔马林固定； p福尔马林会导致DNA降解、DNA分子与其它生物分子之间 的交联，影响DNA分析。 低温保存或晾干保存； 纸袋包装。 生物性检材的检验程序和要求生物性检材的检验程序和要求 为确保证据链的有效性及合法性，从检材 受理到最终的检验报告，都需要严格遵循 法医生

6、物性检材检验的一般程序进行。 第二节第二节 血痕检验血痕检验 要点提示： 血痕检验的目的 血痕检验的一般程序 血痕预实验的目的、方法和意义 血痕确证实验的目的、方法和意义 种属鉴定的方法和原理 血痕的个人识别 血痕检验的目的血痕检验的目的 送检检材是否是血； 是人血还是动物血； 测定遗传标记进行个人识别； 其它检验，如出血量、出血时间、及出血 部位推断等。 血痕检验血痕检验的的一般程序一般程序 肉眼检查； 预试验； 确证试验； 种属鉴定； 遗传标记测定及性别鉴定； 出血部位、出血量、血痕陈旧度等推断。 血痕的肉眼检查血痕的肉眼检查 血痕的数量、分布、位置、大小、形状、范 围、色泽、它们的相互关

7、系以及它们与现 场其它物品的相互关系。 作用： 案件性质分析； 现场重建等 血痕的预实验血痕的预实验 目的：从大量的可疑血痕中筛除不是血痕 的检材。 基本原理： 血红蛋白 正铁血红素 过氧化氢新生态氧 联苯胺等有色反应 预实验的意义预实验的意义 具有过氧化物酶活性的物质广泛存在，如 脓液、鼻涕、排泄物、植物汁等。 预实验阳性提示可能是血痕；灵敏度高。 预实验阴性可以排除是血痕。 血痕预实验血痕预实验-联苯胺试验联苯胺试验 血痕 过氧化氢 新生态氧 联苯胺 无色 联苯胺蓝 蓝色 血痕的确证实验血痕的确证实验 目的：证明检材是血痕。 原理：血红蛋白或其衍生物检测。 血红蛋白 正铁血红素 变性珠蛋白

8、 血红素 含氮化合物（如吡啶） 血色原结晶试验 NaOH 血色原结晶 高山氏试剂: 10% NaOH 3ml 30% 葡萄糖 10ml 吡啶 3ml 血痕的种属鉴定血痕的种属鉴定 目的：确定血痕是否是人血。 意义：动物血中含有与人血遗传标记相似的物质，如A及 B样抗原。存在误将动物血判为人血而测定遗传标记。 原理：种属特异性生物分子检测。 p种属特异性蛋白抗体人血红蛋白抗体，人血清蛋 白抗体； p种属特异性核酸Alu序列。 方法：免疫学、生物化学及分子生物学方法。 种属鉴定种属鉴定免疫学方法免疫学方法 抗人血红蛋白血清 抗人血清蛋白血清 环状沉淀反应：可溶性抗原与相应抗体相遇且比例 合适时，形

9、成抗原抗体复合物，在抗原与抗血清的界面出 现可见的白色沉淀环。 酶联免疫吸附试验：辣根过氧化物酶标记抗人IgG 单克隆抗体，抗原抗体反应后，通过酶促底物显色。 种属鉴定种属鉴定分子生物学方法分子生物学方法 Alu序列 人的Alu序列有别于其它哺乳动物 人的Alu序列引物： Alu9.1 5-GGCACTTTGGGAGGCCAAGG Alu9.2 5-TACAAGCTTGTGCCACCATGCCAAC 种属鉴定种属鉴定分子生物学方法分子生物学方法 PCR体系：50l p 20ng DNA p 10PCR缓冲液5l p 0.2mol/ml引物 p 200mol/L dNTP p 1.5mmol/L

10、 MgCl2 p 0.45%Triton-100 p 1U Taq酶 2% 琼脂糖电泳 EB染色 PCR产物130bp PCR循环参数： 94变性5min 94 30s 55 30s 循环30次 72 1min 72保温10min。 血痕的个人识别血痕的个人识别 基因表达产物水平的遗传标记测定 p红细胞ABO血型 p红细胞酶型 p血清型 DNA多态性分析 性别鉴定 血痕的ABO血型检测 特点： 红细胞膜上ABO血型抗原密度高，抗原性 强，仅需少量检材就能分型； ABO血型抗原决定簇为糖链，对环境中理 化因数的影响有较强的抵抗力，即使陈旧 血痕也能分型； ABO血型抗原也广泛分布在人体各种组织

11、器官中，为结果比对提供了广泛的检材来 源。 血痕的ABO血型检测 吸收实验 原理： 有A、B抗原时，能与相应的抗-A、抗-B抗 体发生特异性的抗原抗体反应，使抗血清 中的游离抗体减少或消失，不再与相应的 指示红细胞发生凝集反应或凝集反应强度 明显减弱。 若血痕中无A、B抗原，则不能抑制抗血清 中的相应抗体，抗体与指示红细胞的凝集 反应强度不改变。 吸收实验结果判读 抗血清稀释倍数 抗-A+A红细胞 抗-B+B红细胞 抗-H+O红细胞 检材与对照 2 4 8 16 32 64 2 4 8 16 32 64 2 4 8 16 32 64 血型判定 未吸收的抗血清+ + + + + -+ + + +

12、 + - + + + + - - 效价明确 已知A血痕 已知B血痕 - - - - - - + + + + + - + + + + + - - - - - - - + - - - - - + - - - - - 对照正确 检材1 无血部位 有血部位 + + + + + - + + + + + - + + + + + - + + + + + - + + + + - - - - - - - - O型 检材2 无血部位 有血部位 + + + + + - - - - - - - + + + + + - + + + + + - + + + + - - + - - - - - A型 检材3 无血部位 有血

13、部位 + + + + + - + + + + + - + + + + + - - - - - - - + + + + - - + - - - - - B型 检材4 无血部位 有血部位 + + + + + - - - - - - - + + + + + - - - - - - - + + + + - - + - - - - - AB型 血痕的血痕的DNA多态性分析多态性分析 DNA提取：Chelex-100法等 PCR-STR检测 血痕的性别鉴定血痕的性别鉴定 X、Y染色质鉴别 性激素检测 HY抗原检测 DNA性别鉴定人类牙釉质基因 （Amelogenin）： Amel-X（Xp22） Amel

14、-Y（Y11p22.2） 人类Amel-X与Amel-Y的内含子长度不同。针对Amel-X或Amel-Y 碱基缺失部位设计引物，可以用PCR扩增X、Y特异性片段。 人类牙釉质基因 PCR扩增目标PCR引物PCR产物大小（bp） X、Y染色体同源的Amelogenin基因第一内 含子, 该区X染色体有6bp缺失 5-CCCTGGGCTCTGTAAAGAATAGTG-3 5-ATCAGAGCTTAAACTGGGAAGCTG-3 X = 106Y = 112 问题： 用PCR仅仅分析Y或X一种染色体作血痕性别鉴定是危险的。因为缺 乏内对照，扩增失败时可能会误将男性判为女性，或误将女性判为男 性。如：

15、男性不育者常见Y-染色体微缺失，导致Amel-Y片段丢失。 男性：Amel-X、Amel-Y女性：Amel-X Amel-X/Y引物 第三节第三节 精液斑检验精液斑检验 要点提示：要点提示： 精液斑检验的意义及程序 精液斑预试验 确证试验的原理、方法和意义 DNA多态性检测的价值、条件与结果评价 精液斑检验精液斑检验要解决的问题要解决的问题 可疑斑痕是否为精斑： 预实验、确证实验 是人精斑还是动物精斑： 种属试验 是何人的精斑 个人识别 精斑检验的一般过程精斑检验的一般过程 肉眼检查预实验确证实验 种属鉴定个人识别 确定精斑部位： 紫外灯下呈 银白色荧光 提示斑痕可能 是精斑： 酸性磷酸酶-

16、磷酸苯二钠试验 确证精斑： 精子检出； p30 人精斑？ p30 精斑检验的肉眼检查精斑检验的肉眼检查 深色布类上的浓厚精斑，呈灰白色浆糊状 斑迹，较稀薄的精斑则不易察见； 浅色布类上的精斑多呈黄白色地图状，边 缘色深。 放大镜检查，可在布纤维表面或中间见黄 白色小鳞片。 载体上精斑手触有硬感，新鲜精斑有特殊 臭味。 紫外线下发银白色荧光（黄素），边缘呈 紫蓝色； 紫外线检查为非特异性检查手段！ 精斑预实验精斑预实验 阳性结果提示可能是精斑，不能确证精斑！ 酸性磷酸酶检出磷酸苯二钠试验 磷酸苯二钠 酸性磷酸酶 萘酚安替比林 铁氰化钾 红色醌类 化合物 精斑确证实验精斑确证实验 精子检出： 复染

17、法酸性品红亚甲兰染色 头部呈红色，尾部呈兰色 免疫学试验: p30检出前列腺特异性抗原 具有高度的种属特异性和器 官特异性； 保存时间长 精斑的个人识别精斑的个人识别ABO血型检测血型检测 中和试验： 精斑中的水溶性A、B、H物质与相应的抗 体结合，使抗体与指示红细胞的凝集反应 能力降低或完全消失。 反应系统中加指示红细胞后，若红细胞不 凝为中和试验阳性反应，证明精斑中含有 与抗体相对应的抗原；红细胞凝集为阴性 反应，证明精斑中不含与抗体相对应的抗 原。 精斑 指示 精斑浸出液稀释倍数 编号 抗血清 红细胞 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024 判型 1HO-+2+2

18、+2+2+2+A分泌型 AA-2+2+ BB2+2+2+2+2+2+2+2+2+2+ 2HO-+2+2+2+2+2+B分泌型 AA2+2+2+2+2+2+2+2+2+2+ BB-2+2+ 3HO-+2+2+2+2+2+AB分泌型 AA-2+2+ BB-2+2+ 4HO-+2+2+2+O分泌型 AA2+2+2+2+2+2+2+2+2+2+ BB2+2+2+2+2+2+2+2+2+2+ l抗血清的效价一定要标化（2或4为好）； l精斑检材与无精斑检材的抑制凝集相差3级以上，证明精斑中含有相 应的血型抗原 精斑的精斑的DNA检测检测 精子细胞核是富含二硫基的交联蛋白组成 的网状结构，能抵抗各种类型的

19、去污剂作 用，对外源性蛋白酶水解也有相当强的抵 抗作用，必须在DTT等试剂的作用下，使二 硫基断裂，将-S-S-还原成-SH，核蛋白才 能被SDS、蛋白酶K分解，释放出DNA。 第四节第四节 其他生物性斑迹分析其他生物性斑迹分析 检材文献 唾液（含有核细胞）Sweet et al. (1997) 尿液Benecke et al. (1996) 排泄物Hopwood et al. (1996) 指甲屑Wiegand et al. (1993) 烟蒂Hochmeister et al. (1991) 邮票Hopkins et al. (1994) 信封封口Word and Gregory (199

20、7) 头皮屑Herber and Herold (1998) 指印van Oorschot and Jones (1997) 细胞成分DNA分析 混合斑分析混合斑分析 Y-STR基因座在混合斑中精液成分的个人识 别中的应用优势： 只有男性成分可以被扩增和检测！ 第五节 毛发检验 毛发检验要解决的问题有： 毛发还是纤维？ 人毛？动物毛？ 来自人体何部位？ 自然脱落？暴力拔脱？推断致伤物？ 毛发的个人识别 毛发的结构毛发的结构 毛发是皮肤的一种特殊的附属器，是皮肤毛囊细胞产生的一种富有弹性 角质体。 毛尖是毛干的游离末端，毛干向毛尖逐渐变细而尖 毛干是裸露于皮肤外部的部分，由角化上皮细胞（无细胞核

21、） 组成，中心向外可以分为： 毛小皮：人毛小皮花纹通常为细小波浪状； 毛皮质：人皮质发达； 毛髓质：人髓质不发达、而且髓质不连续。 毛根是埋在皮肤内的部分（含有核细胞） 毛 球：毛根起始端膨大和球状的部分； 毛 囊：包裹毛根的一管状结构，内层为上皮根鞘、外层为纤维组织 鞘； 毛乳头：毛球和毛囊末端膨大，底面内凹，含毛细血管和神经的结 缔组织。 毛发与其他纤维的鉴别毛发与其他纤维的鉴别 毛发的主要成分为角蛋白中的硬角蛋白， 理化性质稳定。毛发的角蛋白中含有3-5 的硫，燃烧时发出特殊的臭味。 肉眼观察毛发与纤维易于区别。有困难时 可用显微镜检查，只有毛发才有毛小皮、 皮质、髓质三层特有的结构。

22、毛发与其他纤维的鉴别毛发与其他纤维的鉴别 捻搓试验捻搓试验 燃烧试验燃烧试验 v植物粘胶：连续燃烧，有烧焦气，灰少而飞扬；植物粘胶：连续燃烧，有烧焦气，灰少而飞扬； v毛发：难于燃烧，有特殊的焦气，灰球不飞扬；毛发：难于燃烧，有特殊的焦气，灰球不飞扬； v合成纤维：遇火收缩；合成纤维：遇火收缩； v矿物纤维：不被燃烧。矿物纤维：不被燃烧。 人毛与动物毛的鉴别人毛与动物毛的鉴别 毛的结构毛的结构人人 毛毛兽兽 毛毛 毛小皮毛小皮鳞片小，薄纹理呈波浪状，鳞片小，薄纹理呈波浪状， 毛小皮游离缘呈细锯齿状毛小皮游离缘呈细锯齿状 鳞片大而厚，纹理粗大，毛鳞片大而厚，纹理粗大，毛 小皮游离缘呈粗锯齿状小皮

23、游离缘呈粗锯齿状 皮皮 质质宽，占毛干直径宽，占毛干直径2/3左右，左右， 色素颗粒多分布在皮质边色素颗粒多分布在皮质边 缘，较均匀缘，较均匀 窄，占毛干直径窄，占毛干直径1/21/3， 色素颗粒多，大小不一，分色素颗粒多，大小不一，分 布不均匀布不均匀 髓髓 质质窄，不连续（个别部位的窄，不连续（个别部位的 毛发可出现不连续状）占毛发可出现不连续状）占 毛干直径毛干直径1/41/5 宽，连续，多数兽类有特殊宽，连续，多数兽类有特殊 的花纹，占毛干直径的花纹，占毛干直径1/3以上以上 外表颜色外表颜色一般为一个颜色一般为一个颜色常见一根毛发上有几种颜色常见一根毛发上有几种颜色 人毛部位的确定人

24、毛部位的确定 可以根据毛发的长短、粗细、色泽、形状、 卷缩方向、末端特征、横断面的形状、髓质 的位置以及表面附着物等特点，鉴别不同部 位人毛发。 毛发的脱落和损伤毛发的脱落和损伤 自然脱落： 毛球呈棒状，下方闭锁，无毛囊附着，510%的亚硝基铁 氰化钠溶液染色无颜色反应 暴力拔脱： 毛球湿润，毛根常附有毛囊的残片，下端开放或呈沟状弯曲 ，染色成红色 毛发的钝器伤：毛发的钝器伤： 钝器打击时，毛发的损伤程度与致伤工具的质量作用力钝器打击时，毛发的损伤程度与致伤工具的质量作用力 的大小和毛发依附物体的性质有关。钝器作用部位变宽扁平，的大小和毛发依附物体的性质有关。钝器作用部位变宽扁平， 皮质纤维分

25、裂，部分断裂或完全断裂。皮质纤维分裂，部分断裂或完全断裂。 毛发的锐器伤：毛发的锐器伤： 锐器所致的毛发损伤，断面的形态特征与锐器刀口的锋锐器所致的毛发损伤，断面的形态特征与锐器刀口的锋 利程度有关。锋利锐器所致毛发断面平滑整齐，毛干不碎裂，利程度有关。锋利锐器所致毛发断面平滑整齐，毛干不碎裂， 皮质纤维不分裂。皮质纤维不分裂。 毛发的个人识别毛发的个人识别 形态学观察 微量元素含量 毛发的ABO血型测定 毛发的DNA分析 v带毛囊的毛发STR v毛干的mtDNA分析 mtDNA分析分析 What is mtDNA typing meet the needs of forensic ident

26、ification with mtDNA typing take caution to mtDNA typing 每个细胞中线粒体基因组有多个拷贝每个细胞中线粒体基因组有多个拷贝 母系遗传母系遗传 mtDNAmtDNA遗传标记遗传标记 线线 粒粒 体体 D N A 的的 结结 构构 核核DNA（nuclear DNA） 线粒体线粒体DNA (mtDNA) 基因组大小基因组大小3.2109 bp16 569bp 细胞内拷贝数细胞内拷贝数2（父母各提供一个等位基因）（父母各提供一个等位基因） 1000 细胞内细胞内DNA百分比百分比 99.75%0.25% 结构结构线性；包裹在染色体内线性；包裹在

27、染色体内环状环状 遗传来源遗传来源父亲和母亲父亲和母亲母亲母亲 染色体配对染色体配对双倍型双倍型单倍型单倍型 生殖重组生殖重组是是否否 复制修复复制修复是是否否 特异性特异性个体特异性个体特异性 （同卵双胞胎除外）（同卵双胞胎除外） 没有个体特异性没有个体特异性 （同一母系亲属相同）（同一母系亲属相同） 突变率突变率低低至少是核至少是核DNA的的5倍倍10倍倍 参考序列参考序列2001年人类基因组计划发表年人类基因组计划发表1981年年Anderson等发表等发表 参考序列参考序列 19811981年在英国剑桥年在英国剑桥Frederick SangerFrederick Sanger实验室首

28、次对人实验室首次对人 类类mtDNAmtDNA序列进行了全序列测定。这个最初测定的序序列进行了全序列测定。这个最初测定的序 列作为比对的参考序列，通常被称为列作为比对的参考序列，通常被称为AndersonAnderson序列或序列或 剑桥参考序列。剑桥参考序列。 19991999年，年，Andrews et alAndrews et al对剑桥参考序列所用的胎盘对剑桥参考序列所用的胎盘 样本进行了重新测序。更正了最初公布序列中的样本进行了重新测序。更正了最初公布序列中的1111个个 碱基。碱基。 剑桥参考序列和修正剑桥序列参考序列比较剑桥参考序列和修正剑桥序列参考序列比较 碱基位置碱基位置线粒

29、体基因组线粒体基因组 区域区域 原始剑桥参原始剑桥参 考序列考序列 修正剑桥修正剑桥 参考序列参考序列 备注备注 3106310716S r RNACCC错误错误 3423ND1GT错误错误 4985ND2GA错误错误 9559COGC错误错误 11335ND4TC错误错误 13702ND5GC错误错误 14199ND6GT错误错误 14272ND6GC错误错误 14365ND6GC错误错误 14368ND6GC错误错误 14766Cyt bTC错误（插入错误（插入Hela序列）序列） 正确的序列在正确的序列在nt3106nt3107只有一个只有一个C，整个线粒，整个线粒 体基因组是体基因组是

30、16568bp而不是最初报道的而不是最初报道的16569bp。 为了保持历史数据，在为了保持历史数据，在nt3107由一个缺失来占据一个由一个缺失来占据一个 位置。位置。 法医学中最常应用的两个高变区的序列没有差异，它法医学中最常应用的两个高变区的序列没有差异，它 涵盖了涵盖了nt16024nt16365和和nt73nt340 参考序列参考序列 Anderson et al,1981. Anderson序列（序列（GenBank： M63933）也称为剑桥参考序列（）也称为剑桥参考序列（CRS）。）。过去过去依据与依据与 剑桥参考序列剑桥参考序列L链比较的差异报告结果链比较的差异报告结果 An

31、drews et al,1999. 修正的剑桥参考序列（修正的剑桥参考序列（rCRS）作）作 为序列比对时的参照标准为为序列比对时的参照标准为16568bp,而不是传统所接而不是传统所接 受的受的16569bp Ingman et al,2000. NCBI人类基因组库用线粒体基因人类基因组库用线粒体基因 组参考序列（组参考序列（RefSeq mtGenome），），GenBank中为中为 16571bp 每个细胞中线粒体基因组有多个拷贝每个细胞中线粒体基因组有多个拷贝 母系遗传母系遗传 单倍型传递单倍型传递 mtDNAmtDNA遗传标记的特点遗传标记的特点 mtDNA 母系遗传模式母系遗传模

32、式 mtDNA分型的法医学意义分型的法医学意义 在检测个体间的差异上，线粒体在检测个体间的差异上，线粒体DNA不如其他方法有用。但不如其他方法有用。但 mtDNA对陈旧骨、牙、严重腐败或焚烧的残骸以及单根毛干的对陈旧骨、牙、严重腐败或焚烧的残骸以及单根毛干的 检测成功率比核检测成功率比核DNA高。高。 与核与核DNA相比，每个细胞中含有多个相比，每个细胞中含有多个mtDNA拷贝。拷贝。mtDNA的大的大 拷贝数提高了从微量或严重降解的检材中得到足量拷贝数提高了从微量或严重降解的检材中得到足量DNA的成功的成功 率。在仅能得到毛发、骨、牙等组织的案件中，能提取得到的率。在仅能得到毛发、骨、牙等组

33、织的案件中，能提取得到的 DNA量极少，这种情况下从量极少，这种情况下从mtDNA中得到分型结果的可能性远中得到分型结果的可能性远 远高于核远高于核DNA遗传标记。遗传标记。 除非发生突变，同一母系中的个体具有相同的除非发生突变，同一母系中的个体具有相同的mtDNA序列。通序列。通 常常mtDNA在很多代当中的传递都是稳定的，通过在很多代当中的传递都是稳定的，通过mtDNA检测可检测可 以估计几代人间的亲缘关系。以估计几代人间的亲缘关系。 法医法医mtDNA分型分型 个体间个体间mtDNAmtDNA差异最大的区域在差异最大的区域在D D环区，包括高变区环区，包括高变区I I（HV HV I I

34、，342bp342bp）和高变区）和高变区IIII（HV II,268bpHV II,268bp）。无血缘关系个）。无血缘关系个 体中体中mtDNAmtDNA的的HV IHV I和和HV IIHV II区域变化率大约在区域变化率大约在1-3%1-3%，即每，即每 100100个碱基就有个碱基就有1-31-3个不同，个不同，所检测的所检测的610个碱基有个碱基有7-14个个 碱基不同碱基不同。 mtDNA频率估计频率估计 在包含在包含N N个个mtDNAmtDNA分型的数据库内，观察到一定次数（分型的数据库内，观察到一定次数（X X）的某一）的某一mtDNAmtDNA分分 型，其频率（型，其频率

35、（p p）用以下公式计算：）用以下公式计算： p=X/Np=X/N 如果在数据库内未观察到分型，可信区间的上限为：如果在数据库内未观察到分型，可信区间的上限为：1-1/N1-1/N 代表可信系数（代表可信系数（0.050.05，9595的可信区间），的可信区间），N N代表数据库内的个体数代表数据库内的个体数 例如例如, ,在在11481148个非裔美洲人分型中，个非裔美洲人分型中，mtDNAmtDNA型型16129A16129A、263G263G、309d309d、 315.1C315.1C观察到两次，调查观察到两次，调查mtDNAmtDNA群体数据库时在群体数据库时在686686个西班牙人

36、分型中未观个西班牙人分型中未观 察到，计算各个样本群体稀有分型如下：察到，计算各个样本群体稀有分型如下： 非裔美洲人群：非裔美洲人群：p=2/1148+1.96(2/1148)(1-(2/1148)/11481/2p=2/1148+1.96(2/1148)(1-(2/1148)/11481/2 =0.0017+0.002=0.004=0.4% =0.0017+0.002=0.004=0.4% 西班牙人群：西班牙人群：1-1-（0.050.05）1/686=1-0.9956=0.0044=0.44%1/686=1-0.9956=0.0044=0.44% l检材状况不好检材状况不好(数量与质量数量

37、与质量)与测序技术潜在的误与测序技术潜在的误 差差,使被测样本单个碱基的不同不能作为法医学区使被测样本单个碱基的不同不能作为法医学区 分个体的依据。分个体的依据。 l线粒体线粒体DNA遗传标记呈单倍型遗传，整个线粒体遗传标记呈单倍型遗传，整个线粒体 基因组相当于一个遗传标记。在法医学实践中，基因组相当于一个遗传标记。在法医学实践中， 其个人识别能力有限。其个人识别能力有限。 take caution to mtDNA typing 第六节第六节 骨骼检验骨骼检验 骨骼检查要解决以下问题： 是否骨骼？ 人骨还是动物骨？ 一人骨或是多人骨？ 人骨的个人识别，包括根据骨骼特征推断 死者的性别、年龄、

38、身高，面貌复原与颅 像重合及遗传标记分析； 死后经过时间的推测及损伤的鉴定。 骨的确定骨的确定 肉眼检查： 根据骨骼的解剖学与组织学结构特点及骨 骼成分的测定进行判断。 显微镜检查： 骨片镜检，观察有无骨小管、骨板、哈佛氏 管等骨组织学特征。 焚烧试验： 表面失去光泽，重量减轻，质地变松脆。 骨骼的种属鉴定骨骼的种属鉴定 区别点人骨动物骨 哈佛氏管形态规则，横断面呈圆形或椭圆 形 直径大，平均比动物骨大2-3倍 数量少，180倍镜下平均每视野 可见 78个 型态不规则，多呈长圆形或条 形 直径小 数量多，180倍镜下平均每视 野可见 10个以上 骨板层排列同心圆骨板排列整齐 同心圆骨板排列不整

39、齐，有的 缺少环形骨板 骨单位界线骨单位之间界线清楚骨单位之间界线不清楚 一人骨或多人骨的鉴别一人骨或多人骨的鉴别 主要根据骨骼的解剖学结构、定位、数目 、排列及各骨的连接吻合情况和有无重复 骨等进行鉴定。 DNA分析 骨的骨的个人识别个人识别 形态观察测量方法 图像分析方法 分子生物学方法 人骨的性别鉴定人骨的性别鉴定 项目男性女性 一般性状狭小而高，骨质较重宽大而矮，骨质较轻 骨盆壁肥厚粗糙，侧壁内倾而深纤薄光滑，侧壁平直而浅 入口纵径大于横径，叶心型或楔型横径大于纵径，呈圆型或椭圆型 出口狭小宽大 盆腔狭小而深，上口大，下口小，呈漏斗状短而宽，呈圆桶型 骶骨狭而长，呈等腰三角形，弯曲度大

40、，岬明显突 出 短而宽，呈等边三角形，弯曲度小，岬略突 出 坐骨大切迹窄而深浅而宽 坐骨结节不外翻外翻 耳状面大而直，涉及3个骶椎小而倾斜，涉及2-2.5个骶椎；分娩后其前 下方可见分娩沟 髋臼大，朝向外小，朝向前外 耻骨联合面高；上下枝结合部呈三角形；耻骨角小， 70-75 低；结合部呈方形；耻骨角大， 90-110，分娩后联合面背侧可见分娩瘢痕 闭孔大，卵圆形，内角约110小，三角形，内角约70 髂翼位置垂直水平 骨盆的性别差异 项 目 男 性女 性 一般性状粗糙，肌线明显，大而重 较光滑，肌线不明显，小而轻薄 颅骨的厚度较厚 较薄 颅腔较大，容积约1450ml较小，容积约1300ml 侧

41、面观前额及顶部呈弧线状前额垂直，顶部平坦 额结节不明显明显 上眉间窝有无 眉间发育明显，突出于鼻根之上不明显，较平直 眉弓明显突起，表面多有小孔不明显，表面几无小孔 眼眶 类方型，眶上缘较钝类圆形，眶上缘较锐 鼻根点凹陷较深较浅 梨状孔窄高宽低 项线粗大不明显 枕外隆凸粗大较小 乳突 大，后缘长，围径大较小，后缘短，围径小 枕骨大孔大 小 枕骨髁 大 小 下颌体 较高，平均高度为291m较低，平均高为263m 下颌枝较宽，最大宽度为424mm较窄，最大宽度为391mm 下颌骨角外翻，较小，平均小于120外翻不明显，较大，平均大于120 下颌骨颊区方圆或钝圆，结节强壮粗糙圆形或锐圆，结节中等，平

42、滑 颅骨的性别差异 人骨的年龄测定人骨的年龄测定 骨骼 骨化中心出 现（出生后） 骨骺愈合 时间 骨骼 骨化中心出 现（出生后） 骨骺愈合 时间 腕骨 头状骨2-3月 肩胛骨 喙突1岁18-24岁 钩骨2-4月 肩峰突端11-18岁 18-24岁 三角骨2-4岁 关节盂、下 角、脊柱缘 11-18岁 月骨3-5岁 舟骨5-7岁 锁骨 胸骨端18-20岁20-25岁 大多角骨 5-7岁 小多角骨 5-7岁 跟骨结节 6-12岁16-18岁 掌骨 1-3岁14-16岁 第1、2、3楔骨9-11月 指骨 1-3岁14-16岁足舟骨9-11月 尺骨 鹰嘴9-11岁15-17岁胫骨 上端 出生-2月 1

43、7-20岁 小头6-8岁16-18岁下端4-6岁16-18岁 桡骨 小头5-7岁15-17岁腓骨 上端3-5岁 17-20岁 下端7-9月16-18岁下端10月-2岁16-18岁 肱骨 头出生-3月15-17岁髌骨3-5岁 大结节7-9月15-17岁 小结节2-4岁15-17岁股骨 头3-5月17-19岁 小头 3-5月16-18岁大转子3-5岁17-19岁 内上髁6-8岁16-18岁小转子9-11岁 17-19岁 外上髁 11-13岁16-18岁下端出生-5月17-20岁 滑车9-11岁16-18岁髋骨12-19岁20-25岁 四肢骨骨化中心出现及骨骺愈合的时间 年龄(岁)联合面顶部结节后缘

44、前缘周缘 17-19前后凸，嵴沟明 显，高3mm 40极明显， 高lOmm 18岁开始部分 出现并外翻 20-22凸渐消，嵴沟明 显，高2mm 46.5可见， 高7mm 继续扩大，仍 外翻 23-26嵴沟仍明显， 高1.5mm 仍可见大部形成开始部分形 成 逐渐形成 27-30嵴沟仍可见， 嵴峰较平 50仍可见， 高5mm 基本形成，边 缘较锐 大部形成 (60) 尚未形成 31-35嵴沟基本消失， 成为平面 21.8仅见残 痕，高3mm 全部形成， 大部增宽 全部形成已形成 36-40中央开始凹陷， 表面粗糙 结节残痕消失开始向后扩散70.6隆起 开始出现隆起 41-49中央明显凹陷, 表面

45、粗糙 继续向后扩散46岁起 全部隆起 增宽，明显隆 起 50-59表面开始变光滑， 出现小孔 明显向后扩散, 边缘钝 全部出现 隆起 隆起极显著边 缘钝 60以上表面光滑，小孔 形成小凹 边缘较锐 边缘较锐 耻骨联合面的年龄特征 从骨骼推算身高从骨骼推算身高 将每块骨骼按解剖学位置排列后，测得全 身骨骼的高度，再加上5cm软组织厚度，即 为死者的身高。 骨骼不完整时须通过回归方程推算。 以左侧肢体部分长骨推算中国汉族男性(21-30岁)身高的回归 方程式如下。 身高：2.30X股骨最大长+64.383.48(cm) 身高：2.22X胫骨最大长+85.343.87(cm) 身高：2.54X腓骨最

46、大长+76.153.81(cm) 身高：2.66X肱骨最大长+82.644.13(cm) 身高：2.86X尺骨最大长+92.824.47(cm) 身高：3.49X桡骨最大长+82.714.14(cm) 图像分析方法图像分析方法 面貌复原 面貌雕塑法 颅骨侧面描记法 颜面影像复原形态图法 颅像重合 分子生物学方法 X-Y染色体同源特异片段鉴定性别； PCR-STR ； mtDNA识别个体。 骨骼样本的骨骼样本的DNA分析过程分析过程 埋葬地埋葬地 表面清洁表面清洁 抑制物的移除抑制物的移除 线粒体线粒体DNA 分析分析 STR 分析分析 挖掘挖掘软组织处理软组织处理人类学分析人类学分析 制样制样

47、 骨骼样本的表面骨骼样本的表面 污染的处理污染的处理 骨骼实验室的骨骼实验室的 准备准备 骨骼的研磨、骨骼的研磨、 粉末化处理粉末化处理 DNA 提取提取 提取后的提取后的DNA 纯化纯化 PCR后的纯化后的纯化PCRDNA 定量定量 SNP 分析分析结果的评价结果的评价 新一代测序技术新一代测序技术 的应用的应用 RTG3D 死后经过时间的推测及损伤的鉴定死后经过时间的推测及损伤的鉴定 完全骨化后，由骨骼推测死后经过时间比 较困难。 主要依据昆虫的侵袭情况、尸体的崩解情 况、骨质无机盐含量来推断。 骨骼损伤的形状可长期保存，对于鉴定有 重大意义。如颅骨钻孔术后缺损有助于个 人识别；根据骨骼损

48、伤确定损伤性质，有 助于推断致伤物，判明死因。 第七节第七节 牙齿鉴定牙齿鉴定 牙齿检查要解决以下问题： 是否人牙齿？ 推断年龄； 牙齿的个体生活特征； 个人识别。 年龄推断 根据牙齿的萌出顺序推断年龄 乳牙上颌下颌 中切牙6-95-8 侧切牙6.5-106-9 尖牙16-2014-18 第一磨牙12-1810-14 第二磨牙20-3018-24 人类乳牙萌出时间（月） 恒 牙 上颌 男 女 下颌 男 女 中切牙6-86-96-55-8 侧切牙7-107-106-85-9 尖牙10-139-129-128-11 第一双尖牙9-129-129-129-12 第二双尖牙10-139-1210-13

49、9-13 第一磨牙6-75-76-75-7 第二磨牙11-1411-1411-1310-13 人类恒牙萌出时间（岁） 根据牙齿的磨耗程度推断年龄 磨耗度 东北地区 M1 M2 华南地区 M1 华北地区 M1 M2 17.39-21.9419.76-26.5816.022-2322-24 22.21-25.2328.49-30.2524.526-2929-31 30.85-32.6133.78-38.4035.228-3636-40 37.32-44.7239.95-53.9544.239-4344-48 43.55-59.5959.5958.948-5755-65 60.5-70.7- 第一、

50、二磨牙(M1、M2) 的磨耗度与年龄的关系 个体生活特征个体生活特征 牙齿可反映的个体生活特征有: 叼烟斗、长期嗑瓜子或咬硬物的人，其切牙切端 常有相应的磨耗； 长期吸咽、饮茶的人，牙齿表面有烟垢或茶垢； 吹玻璃的工人及木工的牙齿常有职业的印记； 氟牙说明曾在高氟区长期居住过； 槟榔齿以亚热带地区的妇女为多见； 四环素牙常反映儿童时期曾经长期服用四环素类 药物。 个人识别个人识别 牙科学资料分析方法 牙科学的详细病历是十分重要的个人识别 资料。 分子生物学方法 牙髓细胞 第八节第八节 其他组织检验其他组织检验 软组织 腐败程度决定了软组织DNA分析的成败 石蜡包埋组织 甲醛固定的时间决定了DN

51、A分析的成败 第九节第九节 个人识别结果评估个人识别结果评估 攻击攻击DNA证据的几个方面证据的几个方面 一般问题：一般问题： p实验室无质量控制实验室无质量控制 p技术人员的培训不足技术人员的培训不足 p不能提供充分的材料不能提供充分的材料 证据链问题证据链问题 p记录不全记录不全 p样品保存、转运不当样品保存、转运不当 p提交伪证提交伪证 p更改证据更改证据 技术问题技术问题 p实验室未按要求操作实验室未按要求操作 p处理不当造成证据的污染处理不当造成证据的污染 p混合样品的分析混合样品的分析 p抑制检验的因素抑制检验的因素 p谱带谱带“漂移漂移” p方法未经有效性验证方法未经有效性验证

52、统计问题统计问题 p群体研究不足群体研究不足 p数据库使用不当数据库使用不当 p不符合平衡规律不符合平衡规律 p位点间连锁位点间连锁 遗传标记遗传标记 检材处理策略检材处理策略 实验结果解释实验结果解释 基本策略基本策略 通过遗传标记分析为案件侦查提供线索通过遗传标记分析为案件侦查提供线索, 为审判提供为审判提供 科学证据。科学证据。 p如强奸案，若从被害人阴道拭子中取得的精斑与嫌 疑人的不同，这就为排除该嫌疑人提供了证据； p如谋杀案，若测出嫌疑凶器上的血痕与被害人血液 具有相同的遗传标记，则在某种程度上某种程度上支持嫌疑凶 器是作案工具的论点。 个人识别原理个人识别原理 1 1 现场检材现

53、场检材 个人识别个人识别 不同不同 排除嫌疑人排除嫌疑人 嫌疑人样本嫌疑人样本 遗传标记分型遗传标记分型 相同相同 不能排除不能排除 嫌疑人嫌疑人 实验技能实验技能 个人识别原理个人识别原理 2 2 现场检材现场检材 个人识别个人识别 估计估计嫌疑人嫌疑人 相同相同 是是现场检材现场检材 嫌疑人样本嫌疑人样本 遗传标记分型遗传标记分型 供体的可能性供体的可能性 统计理论统计理论 法医遗传标记涉及的统计学分析法医遗传标记涉及的统计学分析 概率基础概率基础 定义，范围，算法定义，范围，算法 乘法定律：乘法定律： 多个事件同时发生多个事件同时发生 P(A)=P(A1)P(A2) 加法定律：加法定律：

54、 多个事件发生一个多个事件发生一个 P(A)=P(A1)+P(A2) 遗传标记个人识别遗传标记个人识别 系统效能系统效能 个案能力个案能力 遗传标记个人识别的系统效能遗传标记个人识别的系统效能 系统效能用个人识别能力系统效能用个人识别能力(discrimination (discrimination power, DP) power, DP) 定量评价。定量评价。 个人识别能力指从群体中随机抽取两名个体，个人识别能力指从群体中随机抽取两名个体， 其遗传标记表型不相同的概率。其遗传标记表型不相同的概率。 个人识别能力个人识别能力 DP=1-PiDP=1-Pi2 2 个人识别的计算个人识别的计算

55、个人识别能力个人识别能力 DP=1-Pi2 以以ABO型为例，型为例，A、 B、O、AB表型频率分别为：表型频率分别为： P1:0.2642, P2:0.3353, P3:0.290，P4:0.110 则：则： DP = 1-Pi2 = 1-0.26422 + 0.33532 + 0.29052 + 0.11002 = 0.713 STR遗传标记遗传标记TH01的个人识别能力计算数据的个人识别能力计算数据 表型表型表型数表型数表型频率表型频率(Pi)Pi2 6-620.0170000289 6-790.0740005476 6-810.0080000064 6-9150.1240015376

56、6-1030.0250000625 7-770.0580003364 7-820.0170000289 7-9320.2640069696 7-9.330.0250000625 7-1020.0170000289 8-970.0580003364 8-1020.0170000289 9-9260.2150046225 9-9.340.0330001089 9-1050.0410001681 9.3-1010.0080000064 合计合计1211.000148805 TH01的个人识别能力的个人识别能力 DP = 1 - Q = 1-Pi2 = 1-0.148805 = 0.8511950.8

57、512 意味着在成都汉族群体中随机抽取两个无关意味着在成都汉族群体中随机抽取两个无关 个体样本，两者个体样本，两者TH01分型结果不相同的概率分型结果不相同的概率 为为0.8512,纯粹由于机会导致两者纯粹由于机会导致两者TH01分型结分型结 果一致的概率为果一致的概率为0.1488。 累积个人识别能力累积个人识别能力 TDP=1-Q1 x Q2 x Q3 x Qk =1-Qj 遗传标记数目越多，鉴别能力愈强。系统效能愈高遗传标记数目越多，鉴别能力愈强。系统效能愈高 基因座基因座个人识别能力个人识别能力累积个人识别能力累积个人识别能力 TPOX0.7890.789 D3S13580.8560.

58、9696 FGA0.9520.99854 D5S8180.9120.999872 CSF1PO0.8580.9999818 D7S8200.9170.99999849 D8S11790.9500.999999924 TH010.8330.999999987 VWA0.9240.999999999 D13S3170.9310.999999999 D16S5390.9210.999999999 D18S510.9580.999999999 D21S110.9310.999999999 实质是比较现场收集到的法医物证检材与嫌疑人样本，判断实质是比较现场收集到的法医物证检材与嫌疑人样本，判断 是否来自

59、同一个体。是否来自同一个体。 若检材与样本若检材与样本DNA图谱相同，称两份检材的图谱相同，称两份检材的DNA图谱图谱匹配匹配。 两份检材两份检材DNA图谱图谱匹配匹配有两种可能的原因：有两种可能的原因： p两份检材来自同一个体；两份检材来自同一个体； p两份检材不是来自同一个体。理论上来自群体中的一名两份检材不是来自同一个体。理论上来自群体中的一名 随机个体，仅仅因为随机个体，仅仅因为DNA图谱碰巧与检材的图谱碰巧与检材的DNA图谱图谱 相同而出现了匹配。相同而出现了匹配。 遗传标记对个案的鉴定能力遗传标记对个案的鉴定能力 随机匹配概率随机匹配概率 在法医物证学范畴内在法医物证学范畴内, 随

60、机匹配概率方法指的是在假设条随机匹配概率方法指的是在假设条 件件(H0) 下，获得证据下，获得证据DNA图谱的概率。这是一种条件概图谱的概率。这是一种条件概 率。率。 这个假设简单说就是假定这个假设简单说就是假定DNA图谱来自群体中一名与嫌图谱来自群体中一名与嫌 疑人没有关系的随机个体。疑人没有关系的随机个体。 用竖线分开条件与事件，竖线右边为条件，左边为事件，用竖线分开条件与事件，竖线右边为条件，左边为事件， 随机匹配概率可写成随机匹配概率可写成Pr (E|H0) 。 随机匹配概率随机匹配概率 对于仅由一名个体留下的斑痕，如血痕，随机匹配概对于仅由一名个体留下的斑痕，如血痕，随机匹配概 率数