微生物物證檢驗進展

張幼芳浙江警察學院，浙江杭州 310053

進入21世紀后，法庭科學中一個新的專業——微生物物證檢驗逐漸興起，這一方面是由于社會發展存在的問題，將微生物作為武器進行恐怖襲擊和犯罪的案例時有發生；另一方面，也因為生物科學技術的發展，微生物物證檢驗技術得到了不斷發展。

微生物物證主要為細菌、病毒、真菌等可能涉及犯罪的微生物。物證檢材可以是生物制劑的原始物品，被微生物制劑污染的物品，盛放微生物制劑的容器，被微生物感染的人或動物樣本，攜帶有現場微生物的物品等。

1 微生物物證的種類

1.1 微生物作為生物恐怖武器

生物恐怖是造成社會恐怖的最嚴重的犯罪形式之一。美國“9 ·11”之后出現的炭疽桿菌信件攻擊事件，讓我們看到生物恐怖襲擊已經從可能變成為現實。該類微生物物證常為微生物制劑原始物品，通過郵件或其他方式轉移到被害人，常見檢材為被微生物制劑污染的物品，盛放微生物制劑的容器，通過檢測，可確定是否為生物恐怖活動，為何種致病微生物，從而為打擊犯罪，采取相應的保護預防措施提供依據。

1.2 微生物作為生物犯罪手段

生物犯罪是指故意使用致病微生物導致人、動物和植物發病，威脅人類健康，破壞農畜牧業發展和食品安全的犯罪行為[1]。如艾滋病人故意傳播艾滋病毒，導致他人患病[2]。常用檢材為被微生物感染的人或動植物樣本，通過檢測，確定微生物的來源，從而認定犯罪。

在有些案件中，涉嫌病人在醫院內的感染，為確定醫院是否負有責任，也需對微生物的來源進行認定。

1.3 微生物作為犯罪的見證者

微生物物證可在案犯實施犯罪過程中發生轉移，如發生在野外的案件，嫌疑人常在不經意間將現場的泥土黏附在鞋子、衣服上攜帶走，通過檢測泥土中的微生物，將其與現場泥土比對，可將嫌疑人與犯罪聯系起來。

2 微生物物證的檢驗

微生物物證檢驗的檢測技術主要有物理分析技術、免疫學分析技術、化學分析技術和DNA分析技術，其中，DNA分析技術是微生物物證檢驗最有力的方法，不僅可以準確檢測微生物種類，還可能鑒別菌毒株或亞株；同時，DNA作為法庭證據，也容易被人們接受。

在聚合酶鏈式反應（PCR）技術應用之前，用于微生物檢驗的DNA分析技術僅局限于雜交技術和限制性片段長度多態性（RFLP）分型，這些方法所需檢材量大，耗時、費力，不易自動化操作。對特定序列的擴增手段為微生物檢測提供了寬廣的技術基礎。

2.1 核糖體基因分析

細菌中有3種核糖體RNA，分別為5S rRNA、16S rRNA、23S rRNA， rRNA基因有保守區和可變區，16S rRNA的對應基因為16S rDNA，在3種核糖體RNA中，5S rRNA因核苷酸太少，沒有足夠的遺傳信息用于分類，23S rRNA含有的核苷酸約為16S rRNA的兩倍，分析比較困難，16S rRNA所含核苷酸適中，又具有保守型和存在普遍性，序列變化與進化距離相適應，檢測技術流程為，先將細菌進行培養，提取基因組DNA，然后根據已發表的16S rDNA序列設計引物，進行PCR擴增，然后電泳分離回收擴增產物，對擴增產物測序，將測序結果與核糖體基因數據庫（現在已有數千種微生物16S rRNA基因序列數據）進行比對，確定該未知菌的種屬。

不幸的是，在病毒中沒有可用于區分種屬的共同的基因。但是在真菌中，核糖體轉錄區包括5S、5.8S、18S和28SrDNA，18S、5. 8S、28S rDNA基因序列進化緩慢而相對保守，但這3個基因序列之間的ITS序列的進化則相當迅速，因而其序列廣泛用于真菌各級水平的系統學研究[3]。

2.2 多位點序列分析（M LST）

僅僅根據一個或2個DNA區域鑒定微生物種類往往分辨率不夠，而且有些微生物種類的rRNA基因序列相同或者非常接近，為了提高微生物種類鑒別率，另外一些保守或共同的基因組區域可用于檢測，多位點序列分析（MLST）檢測5～7個管家基因間450bp～500bp片段，大多數的細菌種類可通過MLST鑒別。

2.3 多位點VNTR分析（MLVA）

與真核生物一樣，細菌基因組DNA中也存在重復序列，許多細菌可通過檢測這些VNTR區域進行鑒別，如美國2001年炭疽信件攻擊事件中的炭疽孢子用多位點VNTR分析（MLVA），鑒定為艾姆斯張力菌株，該類菌株屬美國軍方實驗室使用。

MLVA根據PCR擴增產物片段大小分型，擴增片段直接與DNA片段重復次數相關，擴增產物通過電泳分型，現在一般采用毛細管電泳，自動化程度高。MLVA的局限性在于，因為該法檢測的是突變率較高的部位，因此，不適合于進化關系研究。

2.4 單核苷酸多態性（SNP）分析

另一種用于微生物種屬鑒別的方法為單核苷酸多態性（SNP）分析法，現在一般用美國ABI公司的ABI PRISM SNaPshot? 試劑盒，用這種試劑盒檢測速度快、穩定性好、可自動化操作，電泳分型和熒光檢測所需技術在大多數實驗室都能完成。

雖然DNA檢驗在微生物鑒別方面已取得一定成果，但其分辨效率仍遠低于其他傳統物證檢驗，距偵查破案的實際需求仍有一定距離，還需要不斷地進行研究。一方面，應建立新的更加快速的檢測微生物多態性的方法；另一方面，要做好基礎工作，建立完備的微生物DNA數據庫。

[1]R Breeze, B Budowle and S Schutzer. Microbial Forensics[M].Bur l ington: ElseVier Academic Press，2005.