第十一章 法醫學與DNA圖譜技術及應用

前言 自１９６０年代後期，蛋白質的多型性已被用來偵測個體之間的遺傳差異。使用這些蛋白質標誌最主要的問題是這些標誌因其有限的變異性，故有使用上的極限。當這些蛋白質標誌被用在法醫學上的判斷時，主要是用以排除某位疑犯的可能性，而非確認其有犯罪。因為，確認二個檢體相異的機率遠高於確認二個檢體是來自同一個人的機率。

衛星DNA 重複序列DNA 微衛星體 迷你衛星體 巨衛星體

圖１１－１

重複序列DNA 二種主要重複序列DNA已被鑑定： １縱排重複序列的衛星DNA約佔人類基因體的１０％ 色體可經由這些同源互補的序列，配對在一起以及造 成DNA重組的位置。變數縱排重複序列依長度分為： 微衛星體(microsatellite)、迷你衛星體(minisatellites)、 巨衛星體(macrosatellite)。

表１１－１

微衛星體 微衛星體是簡單重複序列或短縱向重複片段 (STR)，在個體間存在著極大重複次數的差 異。FBI就是利用13組充分了解的短縱向重 複片段來進行DNA指紋圖譜鑑定。現今短縱 向重複片段檢測幾乎已包含在所有法醫學的 檢測當中。

迷你衛星體 迷你衛星基因座共計約數千個，每個基因座有一明顯的重複單位。這些序列被使用發現散佈在整個基因體的迷你衛星體長度多型性，用於產生DNA指紋。

巨衛星體 這些DNA序列是非常大的，長度約百萬 氮鹼基，其長度使這些DNAs易被破壞或 斷裂，因為大部分法醫學檢體之DNA都 有斷裂的現象，因些巨衛星體不能在法 醫工作中使用。

族群遺傳學與對偶基因 族群裏的對偶基因多型性是由隨機遺傳漂移或自然選擇所維持。當帶有基因多型性DNA圖譜組合存在之頻率被評估超過在族群中發現之頻率的時候，DNA圖譜是個人化且具壓倒性的鑑別工具。

多重基因座迷你衛星體之 變數縱排重複序列 多基因座指紋圖譜的特色為： １通常有大量的DNA條帶產生 ２ DNA不完全切割 ３檢體DNA分解

圖１１－２

圖１１－３

圖１１－４

單一基因座微衛星體之 變數縱排重複序列 現今大多用聚合酶連鎖反應(PCR)來分析變數縱排重複序列圖譜。為了要產生帶有一個多基因座探針的差異性圖譜，至少需四或五個單一基因座PCR引子被使用。

圖１１－５

圖１１－６

表１１－１

限制片段長度多形性 若對偶基因為異時，稱該基因為異型合子(heterozygous)。有時變異會影響限制酶切割的部位，即原有的切割序列，因為變異而消失，或新的限制酶切割位置可能產生。因此基於序列上的不同而導致有不同的切割點，造成不同大小的限制酶切割片斷，即稱限制片段長度多形性RFLPs(restriction fragment length polymorphisms)。

DNA圖譜分析法 DNA圖譜的作用是排除特別的嫌疑犯或決定從犯罪現場所收集之樣本和自嫌犯身上收集之樣本之間的匹配機率。

DNA圖譜技術之考量重點 需要標準化的程序來確保DNA圖譜的再現性： １保護DNA完整性是必要的 ２直到完全被限制酶分解 ３標準化雜交法 ４選擇已經被證明有用的適當探針 有那些錯誤可能會產生： １樣本污染 ２DNA降解 ３位於Ｘ光軟片上那些困難解釋的條帶與人 為誤差條帶會提供錯誤的訊息 ４比對統計上的錯誤解釋

圖１１－７

圖１１－８

圖１１－９

DNA 思考重點 DNA的品質 樣品的量 污染 檢體採集 檢體保存

DNA限制酶分解 思考重點 DNA限制酶分解不完全 甲基化DNA 不是最佳的限制酶分解條件

凝膠電泳 思考重點 電泳膠體的選擇 瓊脂及聚丙烯硫胺凝膠的濃度 電泳分離時的電壓選擇 緩衝液種類及濃度的選擇 膠體的厚度 注入樣品槽在膠體的位置 施放DNA時是否溢出 DNA注入樣品槽時的濃度

探針選擇 思考重點 探針核酸序列的專一性 檢體DNA的品質

聚合酶連鎖反應 PCR的極端靈敏度使交叉污染成為一個非常嚴重 的問題。極微小量的污染DNA，可能來自組織、 液體、細菌和實驗室設備。在某些條件下，法院 收集樣品時易造成交叉污染。污染的附加條帶將 會是可見且可能混淆、毀壞結果的。因此小心選 擇適當的操作條件及步驟、使用污染防治控制， 將使報告書中的交叉污染被識別出來。

數位化DNA分型 迷你衛星體重複序列是很適合進行數位化 資料的DNA型式。迷你衛星重複序列或圖 譜，不以特定基因座的重複單位之數目為 基礎，而以基因座裏面的限制酶作用序列 上的變化為基礎。

族群分析 法醫學分析的最大挑戰包括： １藉著與一個參考族群計算比較其 一致性的分配率。 １藉著與一個參考族群計算比較其　一致性的分配率。 ２適當參考族群的組成有爭論，如　何決定用哪些計算標準，來組成　一個有用的參考族群。

法庭上科學證據的認定及許可 DNA圖譜證據必須通過Frye或Daubert準則驗證 才能使用，包含了分析DNA的操作步驟及可能 性的評估。辯方律師通常會要求開庭前聽證會， 來確認進行DNA分析之公司分析能力的正確性 及可靠性。 DNA分析技術本身已經無數次驗證， 目前能拒絕DNA證據的因素只有： 採集DNA證物的方法及合法性 是否有污染的可能性 在統計學上配對機率的高低

弗萊準則 當法院決定要認可一個專家的證據時，其必來自於一個充分了解及已建立的科學理論或發現。而這個科學性的理論或發現必須在它的專業領域中被「普遍的接受及認可」。弗萊準則測試是用來避免陪審團，因不可靠的實驗程序或證據的呈現而誤導。

道伯爾特準則 １科學專家所提出的假說是否可被試驗？ ２這個理論或方法是否已經有提供給同等地位的科學家 覆審及公開發表？ 　覆審及公開發表？ ３這個方法的已知或潛在錯誤比率為何？有多高？ ４這些專家的地位及品質如何？他們的才能在這個專業 　科學社群中是如何？ ５是否這個方法須要仰賴特殊的技能或儀器設備，以及 　是否這個結果可以由其他的專業人士重複進行？ ６是否這個方法或結果能解釋給法官及陪審團充分了解， 　進而評估這個結果？

DNA資料庫 DNA資料庫收集了什麼？鑑別資料庫包括描述個人訊息，例如：物理特性（眼睛顏色、身高、體重）、指紋、牙齒紀錄和遺傳特色，如血型和主要組織相容性複合體等資料。政府已使用這個訊息鑑定失蹤人口或甚至罪犯。

其他的DNA圖譜分析法 及其應用 逢機增幅多形性DNA 增幅片段長度多型性技術 單股構象多形性 單一核苷酸多形性 粒線體DNA及Y染色體

圖１１－１０

圖１１－１１

單股構象多形性 單股構象多形性(SSCP)的特點如下： １單股DNA的移動，取決於同一分子間鹼基配對而定。 ２確切的DNA多型性序列或位置可能不清楚，但可由單股構象多形性(SSCP)中分子移動位置的不同來反映出DNA的多型性。 ３大多數SSCP分析法是用來分析單一基因座(Loci)。 ４SSCP是很有用的技術用來偵測族群中個體基因上的多樣性、染色體DNA上的突變及尋找基因的分子標記(Molecular Markers)。

單一核苷酸多形性 可應用於： 在族群中基因型的變異是如何對疾病表現型造成差異、生態研究的應用、演化生物學、利用生物資訊學中資訊探索分析而發展的單一核苷酸多形性資料庫、藥物基因體學。

粒線體DNA及Y染色體 由粒線體DNA的資料顯示，所有不同的粒線體 DNA序列在171,500年前都歸屬於同一個原始 女性，這個拼湊而成的♀被稱為「粒線體的 夏娃」。代表男性的Ｙ染色體記錄了父系遺傳 的演化史，如同「粒線體的夏娃」般，Ｙ染色 體亞當也可以追溯到35,000~90,000年前的某個 原始人男性。

法醫考古學 用來鑑定未知個體的身份 研究人類或動物的演化 追蹤人類或動物的遷移 追蹤全球不同民族群落的起源及親緣相關性 鑑別古老遺骸中個體之家族親緣相關性