為了應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜和多樣化的刑事案件與事故，新的科技手段不斷被應(yīng)用于刑事偵查中。刑事偵查的發(fā)展如何？取得了哪些進(jìn)步？本文將進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

DNA能實(shí)現(xiàn)高精度個(gè)人識(shí)別

眾多刑偵手段中，目前最重要的要數(shù)DNA分析技術(shù)了。2013年12月，日本餐飲連鎖品牌“餃子王將”的老板在京都總公司門前的停車場被槍擊身亡，DNA鑒定在偵破此案的過程中發(fā)揮了關(guān)鍵作用。該案發(fā)生后，由于種種原因兇手一直沒抓到。直到2022年10月，這起槍擊案的兇手因?yàn)榉赶铝硪黄鸢讣氇z服刑，在進(jìn)行DNA比對(duì)時(shí)，警方發(fā)現(xiàn)他的DNA與當(dāng)年從遺留在槍擊案現(xiàn)場附近的煙頭上提取到的微量DNA一致，這起槍擊案才算告破。

利用離心機(jī)從口腔拭子中提取DNA（圖片源自網(wǎng)絡(luò))

DNA是“設(shè)計(jì)”生物體的藍(lán)圖，每個(gè)人的DNA都是獨(dú)一無二的，通過它就可以識(shí)別個(gè)體。根據(jù)DNA識(shí)別個(gè)體的精準(zhǔn)度越來越高。雖然分析方法不同有可能產(chǎn)生誤差，但按現(xiàn)行方法提取DNA，樣本與其他人的DNA碰巧一致的概率只有5.65艾分之1（1艾＝1018 ）。5.65艾，這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)超地球的總?cè)丝跀?shù)，只要能正確提取到DNA，與其他人搞混的可能性幾乎為零。

為什么DNA分析可以精確識(shí)別個(gè)體？我們先來看看DNA的特征。DNA是細(xì)胞核中的巨大分子，由4種堿基（一類構(gòu)成DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)），即腺嘌呤（A）、胸腺嘧啶（T）、鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）組成，這4種堿基成對(duì)排列（堿基對(duì)），形成互相連接的雙螺旋結(jié)構(gòu)，人類DNA堿基對(duì)的數(shù)量高達(dá)32億對(duì)左右，這4種堿基的排列被稱為“堿基序列”，每個(gè)人的堿基序列都是獨(dú)一無二的，因此可以通過它來識(shí)別個(gè)體。

DNA的4種堿基對(duì)（圖片源自網(wǎng)絡(luò)）

但DNA分析時(shí)，并不是每次都會(huì)檢測32億對(duì)堿基對(duì)。因?yàn)橥ㄟ^以往的研究，科學(xué)家已經(jīng)確定了DNA上哪些基因位點(diǎn)（即基因座）可以有效識(shí)別個(gè)體?，F(xiàn)在，只需檢測24個(gè)基因座，就算一部分分析結(jié)果不甚明確，也可以基本無誤地識(shí)別個(gè)體。這種方法的出錯(cuò)率僅為5.65艾分之1。用于識(shí)別個(gè)體的基因座中，有一個(gè)部分叫作“短串聯(lián)重復(fù)序列” （short tandem repeat，STR；也稱“微衛(wèi)星DNA”），是一段長度包括2～6個(gè)堿基序列的DNA片段，其重復(fù)的次數(shù)因人而異，正是利用這個(gè)特點(diǎn)，通過檢測它的重復(fù)次數(shù)就可以進(jìn)行個(gè)體識(shí)別。

利用STR識(shí)別個(gè)體

上圖是用于個(gè)體識(shí)別的基因座STR的示意圖。實(shí)際上，DNA為雙螺旋結(jié)構(gòu)（圖片左端），為了便于觀察便將它改成了直線。圖中顯示的基因座中，AGAT4個(gè)堿基作為1個(gè)單位重復(fù)，人物A的DNA片段有7次重復(fù)，人物B的DNA片段有9次重復(fù)，這個(gè)重復(fù)次數(shù)因人而異。圖中的“？”與人物A的DNA片段的重復(fù)次數(shù)完全相同，可以判定是同一個(gè)人。只檢測單個(gè)基因座不能準(zhǔn)確識(shí)別個(gè)體。通過檢測24個(gè)特定的基因座，可以將識(shí)別差錯(cuò)率降低至5.65艾分之1，從而達(dá)到極高的個(gè)體識(shí)別精度。

不過，現(xiàn)場提取到的DNA并不一定都是完整的。還有些基因座只出現(xiàn)在男性身上，有專家表示：“如果分析24個(gè)基因座無法判定時(shí)，會(huì)追加檢測另外8個(gè)基因座?！?/span>

只要一點(diǎn)點(diǎn)細(xì)胞  就能做DNA分析

人體全身任何部位都可以提取DNA。專家表示：“1個(gè)細(xì)胞含有6皮克（1皮克＝10-12克）DNA，大約167個(gè)細(xì)胞就可以做DNA分析?！币虼耍瑥臒燁^上附著的極其微量的生物樣本中也能提取到DNA。此外，唾液、尿液、帶毛囊的頭發(fā)、指甲、汗液、身體污垢中混雜著人體脫落的細(xì)胞，從中可以提取到DNA。

（圖源：電視劇《非正常死亡》）

從生物樣本中提取的DNA進(jìn)行檢測前，會(huì)通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）擴(kuò)增，將DNA數(shù)量增加數(shù)萬乃至數(shù)百萬倍。擴(kuò)增后的DNA放入名為“基因分析儀”的自動(dòng)分析裝置中，分析STR的重復(fù)次數(shù)。隨著PCR的發(fā)展和基因分析儀的進(jìn)步，現(xiàn)在只需極微量的DNA就可以進(jìn)行分析了。不過，現(xiàn)場采集到的樣本有可能被污染或已經(jīng)腐壞，需要用試劑或離心機(jī)去除樣本中多余的蛋白質(zhì)等成分，提取出DNA。

PCR的作用機(jī)制（圖源：《科學(xué)世界》2024年第1期）

由此可見，每個(gè)樣本的情況都不盡相同。專家表示：很多時(shí)候，技術(shù)人員提取DNA時(shí)，反復(fù)試驗(yàn)、不斷摸索很重要。而從極微量的樣本中提取DNA，往往需要實(shí)際操作才能知道效果。為了能夠從微量DNA樣本中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定且高精度的鑒定，DNA鑒定技術(shù)的開發(fā)仍在持續(xù)進(jìn)行中。

DNA鑒定結(jié)果

上圖是一份DNA鑒定報(bào)告樣本的一部分（日本法科學(xué)鑒定研究所提供）。報(bào)告的左邊欄是所分析的基因座的名稱，例如，“D5S818”位于5號(hào)染色體，是重復(fù)AGAT這個(gè)堿基序列的基因座。這份鑒定報(bào)告是將獲取的“血液”樣本和“** **”（匿名）的DNA 進(jìn)行比對(duì)的結(jié)果。表格中，“血液” 和“** **”下的數(shù)值是各自的DNA分析結(jié)果和基因座的重復(fù)次數(shù)?；蜃嫌涗浀膬蓚€(gè)數(shù)值分別來源于兩套染色體，因?yàn)槿祟悘母赣H和母親處各繼承了一條染色體，兩條染色體配成 一對(duì)。 這份鑒定報(bào)告中，“血液”和 “** **”所有基因座的重復(fù)次數(shù)完全一致，可以推斷為同一人。通過分析多個(gè)基因座可以減少出錯(cuò)，盡可能讓鑒定結(jié)果更準(zhǔn)確。

DNA預(yù)測人的長相

如今，DNA分析的范圍更加廣泛。根據(jù)DNA，可以推測出個(gè)體的人種、膚色、眼睛顏色、容貌、體型、性格等特征。其中一種方法就是利用單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP）推斷人的身體特征。SNP是指標(biāo)準(zhǔn)序列中一個(gè)堿基被另一個(gè)堿基取代所形成的多樣性。據(jù)推算，人類大約每1000個(gè)堿基中有1個(gè)SNP。研究表明，SNP與個(gè)體罹患某些特定疾病的易感性存在關(guān)聯(lián)，因此，圍繞個(gè)體化精準(zhǔn)醫(yī)療（即個(gè)性化醫(yī)療）的研究正在廣泛開展。

現(xiàn)在，新的DNA分析方法還在不斷探索和開發(fā)之中。2017年，美國學(xué)術(shù)期刊《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）刊登了一篇論文，稱成功開發(fā)出了能以相當(dāng)高精確度預(yù)測人體特征的人工智能（AI），這項(xiàng)研究分析了1000多位檢測對(duì)象的全部基因組，并在此基礎(chǔ)上創(chuàng)建了可以預(yù)測人的面部、身高、體重、年齡等特征的AI。

從DNA推測人的相貌

上圖是美國公司Parabon NanoLabs出具的一份分析報(bào)告，該公司可以根據(jù)DNA的SNP推測人的長相。這份報(bào)告是根據(jù)志愿者提供的DNA進(jìn)行分析的結(jié)果。如圖所示：通過DNA可推測人的膚色、瞳色、頭發(fā)顏色、有沒有雀斑等特征，并繪制臉部示意圖；此外，還可以將推測出的相貌與志愿者的真實(shí)照片進(jìn)行比對(duì)。在美國，這項(xiàng)服務(wù)為搜尋失蹤人口和確定犯罪現(xiàn)場遺留的DNA屬于誰，提供了不少幫助。

除了身體特征，該AI還可以識(shí)別個(gè)體。研究人員進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：輸入10個(gè)人的身體數(shù)據(jù)到AI，讓其選出擁有特定DNA的人，結(jié)果AI的識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到70%以上。研究人員表示，如果整合并存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確性還能再提高。DNA分析技術(shù)的發(fā)展還有助于解決過去的懸案。DNA在合適的條件下非常穩(wěn)定，可以長期保存。隨著技術(shù)的進(jìn)步，即使是已經(jīng)調(diào)查過的樣本也可能提供新的信息。

盡管不是刑事案件，但已有多個(gè)案例通過分析過去的DNA樣本而獲得新發(fā)現(xiàn)。比如，研究人員分析了5300年前死于阿爾卑斯山脈的男性“冰人”的DNA，結(jié)果顯示他的后代一直綿延至今。此外，在英國萊斯特一座修道院遺址中出土的一具遺骨，經(jīng)過DNA分析比對(duì)，最后被確認(rèn)屬于15世紀(jì)英格蘭國王理查三世。這兩個(gè)案例都?xì)w功于DNA技術(shù)的進(jìn)步，它可以帶領(lǐng)我們穿越時(shí)空。世界上大多數(shù)國家的刑偵機(jī)構(gòu)在查案的過程中，包括DNA在內(nèi)的樣本都不會(huì)全部用完，一半以上會(huì)被保存起來。未來，如果使用DNA的全新偵查方法得以確立，曾經(jīng)的懸案說不定能逐一告破。

除了DNA分析，還有哪些新技術(shù)被應(yīng)用在犯罪調(diào)查分析中？

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實(shí)習(xí)編輯 | 唐一菲