《物证检验》PPT课件.ppt

DNA分析技术在法医物证学上的应用,复旦大学上海医学院法医系 李莉,法医物证学内容,亲权关系鉴定 个体识别,亲权关系鉴定,亲权纠纷（离婚案） 移民案 强奸致孕案 拐卖丢失儿童案 （医院中）婴儿错抱案 （计划生育中）超生与否的鉴定,个体识别,凶杀案 强奸案 碎尸案 石蜡包埋组织块调错案,法医物证学鉴定方法,血清学方法 检验红细胞血型、白细胞血型、红细胞酶型、血清型 DNA检验技术 DNA指纹技术、 PCR扩增技术,血清学方法的局限性,检材需要量大，且对时限要求较高 （HLA分型要求采血后16-24小时内必须检验） 不适用于陈旧、微量检材 鉴别能力有限，不宜用于同一认定,只能否定,DNA检验,DNA,核DNA 线粒体DNA,基因组DNA: 核DNA与线粒体DNA,基因组 稳定的体系,人类基因组是一个十分稳定的体系： 不同的民族、群体和个体都有46条染色体 有相同数目的基因 有基本相同的核苷酸序列 正是基因组结构的这种稳定性保证了人类作为一个物种的共同性和稳定性。,基因组 变异的体系,人类基因组又是一个变异的体系。在长期进化的过程中，基因组的DNA序列不断地发生变异。 这些变异可能是有害的、有益的或中性的。 其中一些变异得以遗传，导致了不同种族、群体和个体间基因组的差异或多态性。 除了同卵双生子外，没有两个个体的基因组完全相同。,人类基因组计划的成果 HGP：1990-2000年（中国参与了其中1%的测序工作）,解读了人类24条染色体上的30亿对碱基（3109bp），绘制了人基因组草图。 人基因组DNA：95%为非编码序列 基因数量:8-10万 不同个体间99.9% DNA序列完全相同 0.1%DNA序列上的不同决定了个体间表型差异 DNA序列变异中的90%表现为单核苷酸多态性（SNP）,单倍型图谱计划,HapMap计划：找出约50万个标签SNPs，提供与1000万个 SNPs大致相同的图谱信息。 HapMap计划:由日本、英国、加拿大、中国、尼日利亚和美国的科学家们合作完成。2002年10月正式启动,历时三年。 2003年，中国承担了“HapMap 计划”10% 的任务。 HapMap“中国卷”的具体内容: 构建人3号、21号染色体和8号染色体短臂的HapMap; 提供一半的亚洲样品。,法医学DNA检测技术的发展,第一代： VNTR（小卫星）检测 （DNA指纹技术） 第二代： STR （微卫星）检测、线粒体DNA检测 （PCR技术） 第三代： SNP（单核苷酸多态性）检测,第一代： VNTR（小卫星）检测 （DNA指纹技术，RFLP） （20世纪80年代）,RFLP技术 DNA指纹技术的发明者-Jeffreys,遗传学家,1985年,DNA指纹 DNA纹印,DNA指纹,使用一个含有多拷贝数核心序列的多基因座DNA探针（如33.6探针或33.15探针），在低强度条件下（较低温度、较高盐浓度）同时与许多VNTR基因座（约1000个）杂交，经电泳显示其中50-100个基因座的杂交结果，获得由一系列DNA片段谱带组成的图像，称DNA指纹。 可进行同一认定,DNA纹印,使用基因座特异性探针，在高强度条件下（较高温度、较低盐浓度）与特定的基因座进行杂交，获得DNA纹印。杂合子显示2条谱带，纯合子显示1条谱带。 DNA纹印特异性强，4-6个单基因座探针可达到同一认定的目的。,操 作 流 程,操 作 流 程,DNA指纹技术应用的实例,DNA应用于亲权鉴定的第一个案例- 用DNA指纹技术进行一例移民案件的亲权鉴定，使得一名13岁的英国男孩得以回国与母亲团聚。,第二代： STR （微卫星）检测（PCR技术） 线粒体DNA检测（PCR+测序） 20世纪90年代：在法医生物学方面，开始运用PCR技术检测VNTR、STR、mtDNA标志，用于个体识别和亲权鉴定。,Polymerase Chain Reaction,1985年，由 Cetus公司的Mullis博士发明,Nobel Prize - 1993,Dr. Kary Mullis, was awarded a Nobel Prize for his work in 1993.,DNA检测方法比较,RFLP 信息量大 费时（12周） 费力 50 ng DNA DNA 不能降解,PCR 快速 省力 1 ng DNA 适用于降解DNA 复合扩增检测 自动化,mtDNA 结构,D-环区 （displacement loop),HV1,HV2,在线粒体DNA基因组中 占5-7%,长约1100bp,HV1: 29-408bp HV2: 15996-16401bp,mt DNA测序,DNA抽提； 利用两对引物，分别对HV、HV进行PCR扩增； PCR产物纯化； 利用HV的L链引物和HV的L链引物，分别对HV、HV的单链进行PCR扩增（dNTP带有四色荧光标记）； 乙醇沉淀DNA； 在测序仪上进行毛细管电泳，判读序列； 与Anderson标准序列进行比对，找出变异点。,mt DNA,俄沙皇Nicholas II墓穴中的骨骸,（近1000块骨头） 沙皇（Nicholas II） 皇后（Alexandra） 3个女儿 1名家庭医生 3名仆人,（1918.7.17 1991）,一名公主失踪 王子（Alexis）死于1977年6月26日,Nicholas II墓穴中的骨骸鉴定,皇后（Alexandra）-皇后的妹妹 外孙 Philip亲王(爱丁堡公爵) 沙皇（Nicholas II） -沙皇妹妹的女系后裔,mtDNA 存在异质性 mtDNA 信息量有限 mtDNA呈母系遗传特征 在法医学上，mtDNA检测不是主要的检测手段。,细胞,细胞核,核 D N A,核DNA的片段长度多态性,VNTR基因座（小卫星） 重复单位17-170bp STR基因座（微卫星） 重复单位2-7bp 长度相差1个重复单位就构成一个等位基因,串联重复序列,多个特定序列首尾相连而成 (卫星DNA) 在人类基因组中占 15-20%,5,6,可变串联重复数目,4,1,2,3,串联重复序列的遗传多态性,串联重复序列，如小卫星DNA (VNTR) 和微卫星(STR) DNA，多态性表现为核心单元重复次数的不同。 (D13S317) ACGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGATAGACAGAT 微卫星DNA基因座在人类基因组中分布广泛，是很好的遗传标记。,当前，STR作为主要的遗传学标记物，用于个体识别和亲权鉴定。,STRs,Short Tandem Repeats,2-7 bp核心序列的串联重复 300,000 个 每 10 kb存在一个STR基因座 扩增片段为100-400bp,重复单元的长度,Dinucleotides:,Trinucleotides:,Tetranucleotides:,Pentanucleotides:,法医学上使用 四核苷酸重复序列,二、三核苷酸重复序列会出现非特异性PCR产物 三核苷酸重复序列与疾病有关 四核苷酸重复序列基因座比二、三核苷酸重复序列的等位基因更容易彼此区分,TH01基因座,( AATG ) 5-11,等位基因:,*AmpFlSTR,STR 基因座,常染色体STR： FGA vWA TH01 D3S1358 D8S1179 D16S539 D18S51 D21S11 D5S818 D13S317 TPOX CSF1PO D7S820 +D2S1338 D19S433 Penta D Penta E D6S1043 D12S391 性染色体STR： X-STR Y-STR,罪犯DNA数据库,英国：建库最早的国家，1995年4月建立世界上第一个“国家DNA数据库”，迄今库容量已逾400万人份，占人口比例6.7%(今后将扩大容量到10%）。 入库对象：罪犯、嫌疑人、现场检材、志愿者 美国：库容量已逾300万人份，占人口比例1%。 入库对象：罪犯、现场检材、嫌疑人、失踪人员、失踪人员亲属、遗骸。 中国：库容量为100万人份左右，占人口比例0.077%。 入库对象：罪犯、嫌疑人、现场检材、失踪人员。,美国人口:3亿,英国人口:6千万,中国人口:13亿,DNA数据库功效显著,案例： Jack 1979年因强奸罪入狱，1992年被释放。出狱前，其DNA数据被录入数据库。 4个月后，一名妇女被强暴,现场发现精斑。经DNA检测、入库检索，Jack的基因型完全匹配，因而证实其犯罪事实。,Y-STR的应用价值,X-STR的应用价值,常染色体与性染色体标记的联合应用价值,STR检测步骤,检材（血样、羊水、毛发、唾液斑、精斑等）DNA的提取,15个STR基因座的PCR扩增,对扩增产物进行电泳分析，通过Collection 1.0软件收集电泳信息,通过GeneMapper3.2软件对扩增产物进行等位基因的命名,15个STR基因座的分型体系,STR基因座检测结果的存档,PCR技术在法医学上的应用 （检材类型）,血液 血痕 肌肉 毛发 羊水 精液 精斑 混合斑 骨骼 唾液斑 牙齿 尿液 石蜡包埋组织块,PCR技术在法医学上的应用 （案件类型）,刑事案件的鉴定 （凶杀案、强奸案、拐卖儿童案、碎尸案、抢劫案、盗窃案） 民事案件的鉴定 （亲权纠纷、移民案、婴儿错抱案、石蜡包埋组织块调错案、超生与否的鉴定） 其它：骨髓移植成功与否的鉴定,检案程序,检验委托 填写委托受理合同一份，内容包括： 委托单位（委托人）、委托日期、送检人、检验材料名称数量、有关人员姓名、性别、年龄、案情摘要、委托要求，并由委托人和受理机构鉴定人双方签名和盖章。 填写采样单一份，内容包括委托单位（人）、委托日期、采样地点、采样日期和采样人，以及被采样人的姓名、性别、出生日期、证件号码，最后由被采样人签名、按指纹确认，并接受拍照。,样本采集,受理人在采样时必须戴手套、口罩和帽子操作。 采样一式两份，包括检验样以及法定留样 每份样品均要贴有相应的标签，清楚标明被采样人姓名，然后分别放入纸质样品袋中，并在样品袋上清晰注明被采人姓名、性别及采样人姓名、采集日期等信息。 样品采集方式： 血样：从被检人指尖采集，滴注在干净纱布上，晾干后纸袋包装 毛发：小心拔取被检人带毛囊的毛发，将其装入纸袋中，在纸袋上注明被采人姓名、性别及采样人姓名、采集日期。 组织：用干净的剪刀、镊子提取后置于试管或小离心管中，不加防腐剂，贴好标签和标记，冷冻保存。 分泌物：用拭子提取，晾干后用纸袋包装，在纸袋上注明被采人姓名、性别及采样人姓名、采集日期。,典型案例,强奸案 （检材: 血斑、流产组织）,胎儿的遗传基因一半来源于受害人，一半来源于嫌疑人。,强奸案 （检材: 精斑, 血斑）,LR=1018,凶杀案,婴儿调错案,强奸致孕案 （血液、羊水检材),受害人(孕妇) 胎儿羊水 嫌疑人(父?) D3S1358 16，16 16，16 16，17 VWA 17，18 16，17 16，16 FGA 20，24 23，24 19，23 D8S1179 14，14 13，14 13，16 D21S11 28，30 29.2 , 30 29.2，29.2 D18S51 17，21 13，17 12 ，13 D5S818 10，10 10，11 9，11 D13S317 8，11 8， 9 9，10 D7S820 12，12 8 ，12 8，10 D16S539 9，12 10，12 10，11 THO1 9，9 6 ，9 6 ， 8 TPOX 9，11 8 ，9 8 ，8 CSF1PO 11，12 12，13 10，13,强奸案 （混合斑检材),凶杀案,水果刀上的血迹 受害人血液 D3S1358 14，17 14，17 VWA 14，18 14，18 FGA 20，22 20，22 D8S1179 13，16 13，16 D21S11 28 , 32 28 , 32 D18S51 16，19 16，19 D5S818 11，12 11，12 D13S317 8 ，11 8 ，11 D7S820 12 ，12 12 ，12 D16S539 11，13 11，13 THO1 6 ，8 6 ，8 TPOX 8 ，11 8 ，11 CSF1PO 9，10 9，10 （偶合率小于10-9 ）,盗窃、拐卖婴儿案,儿子？ 父亲 D3S1358 14,17 15,16 VWA 14,18 14,17 FGA 20,24 23,23 D8S1179 12,14 13,15 D21S11 30,31 30,32.2 D18S51 14,14 16,19 D5S818 12,13 11,11 D13S317 8,8 9,11 D7S820 10,12 11,11 D16S539 9,11 12,13 THO1 6 , 9 9, 9 TPOX 8 ,9 8,8 CSF1PO 12,12 9,10,离体牙的检验(个体识别案),牙1、牙2、牙3 受害人 D3S1358 16，16 16，16 VWA 18，19 18，19 FGA 22，24 22，24 D8S1179 12，14 12，14 D21S11 29, 31.2 29, 31.2 D18S51 13，13 13 ，13 D5S818 11，12 11，12 D13S317 8 ，9 8，9 D7S820 8 ，8 8，8 D16S539 10，10 10，10 THO1 7 ， 8 7 ， 8 TPOX 8 ，11 8 ，11 CSF1PO 11，12 11，12,被烧尸体肌肉块鉴定,母亲 肌肉块(儿子?) 父亲 D3S1358 15，18 17，18 16，17 VWA 16，18 18，18 17，18 FGA 22，25 22，23 23，26 D8S1179 12，12 10，12 10，10 D21S11 30 , 31.2 30 , 33.2 30 , 33.2 D18S51 14，19 16，19 13，16 D5S818 10，12 10，12 12，12 D13S317 10，12 8，10 8 ，8 D7S820 8，12 11，12 10，11 D16S539 9 ，10 9，12 10，12 THO1 7 ，9 7, 9.3 6 ，9.3 TPOX 8 ，9 9, 11 8，11 CSF1PO 12，13 10，12 10，10,双亲家庭的亲子鉴定,母亲 儿子 父亲 D3S1358 15，18 17，18 17，20 VWA 14，17 17，18 14，17 FGA 22，25 23，25 23，25 D8S1179 13，16 14，16 15，15 D21S11 30.2 , 31.2 28 , 31.2 30 , 31 D18S51 19，19 19，24 13，14 D5S818 10，11 10，10 12，12 D13S317 12，12 12，12 8 ，12 D7S820 11，12 12，12 10，11 D16S539 9 ，11 11，12 10，13 THO1 7 ，8 8 ， 9 9 ，9.3 TPOX 9 ，11 11，11 8，11 CSF1PO 12，12 12，12 10，12,单亲家庭的亲子鉴定 (检测系统的非父排除率宜达到99.95%以上),女儿 父亲 D3S1358 14，16 16，16 VWA 14，17 17，17 FGA 22，23 23，24 D8S1179 15，16 14，14 D21S11 28 , 30 30 , 32 D18S51 14，15 12 ，13 D5S818 11，11 9，10 D13S317 9 ，11 10，11 D7S820 8 ，11 10，12 D16S539 11，13 10，11 THO1 6 ， 7 7 ， 8 TPOX 9 ，11 8 ，11 CSF1PO 12，12 11，13,DNA检验用于骨髓移植 (若亲子鉴定的当事人曾接受过骨髓移植，取样时宜采用口腔拭子作为检材）,父亲 儿子（移植前） 儿子（移植后） D3S1358 15，18 14，18 15，18 VWA 17，18 16，18 17，18 FGA 23，26 22，23 23，26 D8S1179 12，12 12，14 12，12 D21S11 29，32 29 , 30 29，32 D18S51 13，16 14，16 13，16 D5S818 11，12 11，11 11，12 D13S317 8，8 8 ，10 8，8 D7S820 11，12 8 ，11 11，12 D16S539 11，13 11，12 11，13 THO1 6 ， 9 6， 8 6 ， 9 TPOX 8，8 8 ，11 8，8 CSF1PO 12，13 11，12 12，13,性别染色体上STR基因座的检测 （X-STR）,以下18个X-STR基因座在法医学上有重要应用价值（认亲） DXS6807（GATA52B03） DXS9895（GATA124B04） DXS8378（GATA119E07） DXS9902（GATA175D03） DXS7132（GATA72E05） ARA DXS6800（GATA31D10） DXS9898（GATA126G01） DXS6789（GATA31F01） DXS101 DXS7424（btk5） DXS7133（GATA81B07） GATA172D05 HPRTB DXS7423 DXS8377 DXS11001 DXS981,性别染色体上STR基因座的检测 （Y-STR）,应用价值广泛： 强奸案中混合斑的鉴定 认亲（祖孙、叔侄、兄弟等） European loci: 19, 385 I/II, 389I, 389II, 390, 391, 392, 393, YCAII a/b Additional loci: 426, A7.1, H4, 388, 437, 438, 439, 447, 448,Yfiler在同胞兄弟关系和强奸案鉴定中的应用,Y-STR检测的意义,Y-STR： 呈父系遗传特征 适合于： 同胞关系鉴定 父-子单亲鉴定 祖孙关系鉴定 叔侄关系鉴定 混合斑中男性组份的鉴定,Yfiler 各基因座特征,五核苷酸重复序列,六核苷酸重复序列,四核苷酸重复序列,三核苷酸重复序列,家系调查结果 （文献资料） *突变率：2.810-3,DYS458-16,单倍型（父）,DYS458-17,单倍型（子）,若仅发现一个基因座不吻合，不可 作出排除结论。,案 例,委托事由:同胞关系鉴定 案情: 当事人为两名男性(不同母亲所生)，一名为韩国国籍,一名为中国国籍,彼此以兄弟相称, 无其他兄弟姐妹。现因移民需要，两人委托进行DNA检验,以证明两人为同父兄弟。,常染色体STR检测鉴定同胞关系的局限性 相关文献报道,用Identifiler试剂盒对50对同胞和50对非同胞进行检测，计算累积的同胞关系指数（combined sibship indices, CSIs)。结果发现: 两个