多基因座Y-STR在命案積案大家系排查中的應用與思考

拜永強 楊 娟 張 穎 王瑞瑞

銀川市公安局刑偵支隊，寧夏 銀川 750001

人類基因組DNA 中有一種特異性的堿基序列，稱為短串聯重復序列（Short Tandem Repeat，STR），Y 染色體上同樣存在STR，稱為Y-STR，多位于非編碼區，長度2bp-6bp，也稱為微衛星，其序列結構變異程度低，進化速度慢，由父親穩定遺傳給其子，具有明顯的種族、民族、地域和家族等差異，原因為Y-STR 的多態性分布因遺傳過程中除擬常染色體區外，其余部分不與X 染色體發生交換、重組，序列的改變僅僅由突變引起，突變構成了人類Y 染色體非重組部分的多態性。與常染色體STR 和X 染色體STR 相比，Y-STR 具有正常男性特有、父系遺傳、呈單倍型遺傳等特點。這些特點使其在各類案件，尤其是命案積案偵破中具有廣泛的應用價值，借助數據庫比對，可在一定區域內進行快速有效排查、鎖定案犯所在家系，再利用常染色體STR 檢驗技術精準確定犯罪嫌疑人。

命案積案是命案發生后由于技術手段欠缺、環境條件復雜、資源信息匱乏、偵查線索模糊等因素而久偵未破的刑事案件，是刑偵民警的“歷史欠賬”，也是公安偵查部門工作的重點、難點。命案積案中往往留存著現場勘查時提取的生物物證，如血跡、精斑、毛發、唾液斑、人體組織等，甚至也有脫落細胞，只要保存得當，十余年甚至幾十年也能獲得完整的STR 分型，如果是男性，檢測出Y-STR 分型，更有利于案件偵破。隨著全國公安機關DNA 數據庫及Y 染色體數據庫的不斷完善，Y-STR 技術在案件偵破中發揮的作用日趨顯著，尤其在命案積案的偵破中屢建奇功。2020 年，銀川市公安局借助全國家系DNA 庫Y 數據庫資源共享的便利條件，利用該項技術成功破獲數起命案積案。其中一起案件家系排查涉及成員多，持續時間長，過程曲折復雜，引起筆者思考。

一、案例

（一）簡要案情

2003 年8 月11 日，某市一水渠內發現一具男性尸體，雙手被反綁，口部纏繞膠帶紙，全身多處刀刺傷。經查，死者閆某某，系某出租車公司駕駛員，2 天前駕車營運過程中下落不明。同時，在市區偏僻路段發現受害人車輛，有大量血跡。案發后，市縣兩級公安機關成立專案組全力偵破，但因環境條件及技術手段所限未能破獲。2020 年1 月，公安機關對該案件現場物證重新梳理檢驗，獲得完整常染色體STR 及Y-STR 分型。

（二）物證檢驗比對

1.DNA 提取

該案件共整理出22 份生物檢材，但由于含量特別微少，且存放17 年之久，檢驗難度較大。故采用MagAffract?M48 DNA Manual Kit（200）提取純化試劑盒進行提取純化［1］，洗脫體積為40μL。

2.PCR 擴增與電泳

使用VerifilerPlus試劑盒進行聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）擴增，擴增體系10μL，擴增產物應用3500xl 型全自動熒光分析儀進行檢測。

使用Goldeneye DNA 身份鑒定系統Yplus 試劑盒進行PCR 擴增，擴增體系10μL，擴增產物應用3500xl 型全自動熒光分析儀進行檢測。

3.分析

使用GeneMapper?ID-XV1.4 分析軟件進行數據分析。

4.數據比對

經比對，22 份生物檢材中2 份未檢出基因型，其余20 份均獲得完整的常染色體STR 分型，其中14 份與被害人血樣STR 分型一致，另有6 份來源于2 名男性個體，且2 名男性個體Y-STR 一致，不排除來自同一父系，分析為兩名犯罪嫌疑人作案的可能性極大。通過錄入全國公安機關DNA 數據庫進行比對，常染色體未有比中，Y-STR 比對匹配程度15 至23 個基因座、1 至2 個容差，共54 個男性家系。

（三）偵破經過

通過對54 個男性家系逐一分析研判，優先選擇其中8 個匹配位點最多、容差最少的家系，并分別聯系對方建庫公安機關加做基因座，進行手工比對。經比對，鄰近省馬某某家系41 基因座2個容差不能排除，成為工作重點。偵查人員赴該省針對馬某某家系開展走訪調查，信息梳理、數據比對長達1 月之久，將該男性家系成員共152人全部排除。案件陷入僵局后，偵查人員繼續多方走訪調查、查閱資料，根據線索結合Y-STR 比對，明確該馬某某家系與某市納姓家系有關聯。偵查人員將工作重點轉移至納姓家系，對該家系所有分支進行梳理排查，制作圖譜，采樣檢驗，先后工作7 月有余，走訪調查2200 余人，采集家系成員樣本166 份，比對均無果，案件再次陷入僵局。后又經過重新梳理、排查，尤其針對該區域年齡較大人員重點訪問，力求獲得有價值信息。調查中，與受害人同村的一名80 歲老人反映某市城郊一馬姓家系可能有納姓家系早年過繼成員。遂偵查人員采集了該馬姓家系成員馬某保血樣進行DNA 檢驗，得出結果與現場物證Y-STR 分型41 基因座完全一致，且常染色體符合單親遺傳規律，立即采集其兒子樣本進行DNA 比對，也與現場物證DNA 分型比對成功。后經分析研判，另一犯罪嫌疑人在該家系分支中被成功比中。2020 年9月10 日，2 名犯罪嫌疑人被順利抓獲到案，經審訊，二人對2003 年8 月9 日搶劫殺害出租車司機的犯罪事實供認不諱。

二、討論

（一）可靠的現場物證常染色體STR 分型及Y-STR 分型是命案積案偵破的基礎和抓手

由于很多命案積案沉積短則數月，長則達數十年，而DNA 技術在全世界范圍內，最早應用于法醫學鑒定的是1985 年英國的Jeffreys 在一起強奸殺人案中的檢驗鑒定，我國最早應用于法庭科學領域是在1989 年，距今達三十余年。在DNA 技術應用之初，技術并不成熟，且程序繁瑣、操作復雜，檢出率不高，即使血跡、精斑、唾液等常量生物物證也會受生物檢材量、儀器設備、試劑耗材及技術水平的影響，檢出率大打折扣。所以我國三十年前的司法實踐中對于命案現場勘查痕跡物證提取以手印、足跡、工具痕跡等為主，生物檢材提取較少，即使提取也僅限于血跡、精斑等較易發現且量較大的物證。近二十年來，DNA 技術得到了快速發展，現場勘查人員提取生物物證的意識和能力大幅提升，對案件偵破和訴訟支撐力度明顯增強，一度使該項技術成為“證據之王”，甚至偵查人員和審判機關高度依賴，生物物證提取率大幅上升，物證保存環境得到改善，物證運用質量顯著提高，梳理命案積案物證往往有意外收獲。完整可靠的生物物證送檢DNA，是案件偵破最佳突破口，借助龐大的數據庫容量進行比對，可快速鎖定犯罪嫌疑人，即使沒有比對成功，如果為男性，檢測出Y-STR 利用家系排查鎖定范圍，再進一步采用常染色體STR 精準比對，可成功破案。本文分析的命案積案物證保存尚好，經梳理，該案物證完整可靠，按程序送檢DNA 后，采取穩妥方法檢驗，獲得完整的常染色體STR 分型，但入庫未順利比中人員。分析檢出的DNA 為犯罪嫌疑人所留可能性極大，且為男性，采用Goldeneye DNA 身份鑒定系統Yplus 試劑盒檢驗獲得完整的Y-STR 分型，成為該案偵破的基礎和抓手。

（二）家系排查盡可能結合多種技術方法

Y-STR 家系排查常需多警種協作、多部門聯動、多平臺運用，比如由刑偵、治安、派出所民警及鄉鎮、社區、村委會等部門協同開展工作。通過認真查閱案卷，仔細了解案情，根據作案手段、交通工具、目擊者提供的衣著特征及現場痕跡物證綜合分析刻畫犯罪嫌疑人特點，進而判斷區域，縮小排查范圍，尤其聯合運用多個平臺進行數據碰撞，往往起到事半功倍的效果。本案物證Y-STR 初次比對時，得出0-2 容差共54 個家系，若逐一開展調查走訪，工作量較大，影響辦案進度，且有可能誤導偵查方向。因此，本案采取“Y+臉譜刻畫”技戰法優先選擇鄰近省馬某某家系開展工作，成功追蹤到犯罪嫌疑人，使案件得以破獲。實踐中，各地公安機關也將“Y+單親比對”“Y+ 軌跡分析”“Y+ 住宿信息”等方法靈活運用到案件偵破中，取得很好的效果，值得借鑒和推廣［2］。

（三）家系排查要突破“姓氏鎖定”思維

在我國農村地區，特別是以家族式群居的自然村落，相對偏僻、人員流動小、父姓家系聚集、遺傳關系穩定，應用Y-STR 技術偵查破案成功率相對較高，但現實生活中，往往存在收養、過繼、隨母姓、“倒插門”等特殊情況，而在應用Y-STR家系排查時，部分辦案部門為了減輕工作負擔，加快排查進度，往往會運用各種信息系統排查同姓家系成員情況，或者走訪調查時，將全部注意力集中在同姓家族成員排查上，而忽略與該家系有關聯的異姓人員調查。所以，細致走訪調查、注意核對家譜、突破姓氏鎖定、注意保密隱私等因素甚為重要。該案家系排查中，最先調查的是鄰近省的馬姓家系，后追蹤至某市納姓家系，排查陷入僵局時，同村一高齡老人無意中提及幾乎已無幾人知曉的疑似過繼情況，偵查人員通過此線索展開繼續追蹤，最終在馬姓家系成功鎖定犯罪嫌疑人。

（四）Y-STR 技術運用中，對于突變現象要正確認識和謹慎排除

在遺傳過程中，受諸多因素影響，Y-STR 也會產生突變現象。主要是指在DNA 復制過程中，DNA 聚合酶發生滑脫，從而導致重復序列中核心序列重復次數的改變。這種現象既可發生在犯罪嫌疑人方面，也可發生在被排查人員方面，總之，出現后往往會導致Y-STR 排查運用偏差。實踐中張強等報道過一例因Y-STR 基因座一步突變而提升確認嫌疑人家系難度的案例［3］。李鴻雷等認為非高突變基因座的差異大于3 個月才可以進行排除［4］。出現突變時，首先應通過增加檢驗遺傳標記、換用不同試劑盒檢驗、輔助外圍調查等方式避免錯誤排除。本案中，起初25 基因座比中鄰近省馬姓家系存在1 個容差一步突變，增加基因座至41 個后，出現2 個容差，均為一步突變，經檢驗人員認真分析后決定不能輕易予以排除，并堅持開展排查工作，使得案件成功告破。但如果以已經出現2 個基因座突變將會被予以排除，導致錯失良機。

（五）探索更多基因座Y-STR 身份鑒定系統，提高家系排查精準性

當前，各地公安機關在案件家系排查中雖然會結合運用多種技術方法，但受案件性質、現場環境、人口居住特點、技術條件等因素影響，大部分案件Y-STR 家系排查仍需要常規數據庫比對、大范圍調查來縮小偵查目標，最后利用常染色體STR 認定，家系排查的周期及難易程度因家系大小及居住復雜性而異。本案所應用的Goldeneye DNA 身份鑒定系統Yplus 試劑盒為目前國內外所含Y-STR 基因座數量較多的檢測方法之一，該鑒定系統41 個Y-STR 基因座中包含4 個多拷貝及7 個快速突變基因座，在區分不同家系時具有較高的識別力。但在應用于本案納姓家系排查時發現，該家系龐大，分支較多，經調查，該家系2 代至6 代37 個分支共有732 名男性成員，通過選取其中166 名人員樣本與現場物證Y-STR 進行比對，41 基因座單倍型完全一致82 人，分布在22 個分支，1 至3 個容差61 人，分布在15 個分支，均不能予以排除，又無法精準區分，導致家系排查工作持續8 個月之久。

目前，已發現并以各種形式命名的Y-STR 基因座達400 多個。雖然有多種商業化試劑盒可供選擇，但這些試劑盒基因座主要以歐洲人群統計所選擇，其中部分基因座的多態性在中國人群中較低，如DYS391 在中國人群中多態性小于0.4［5］。為此，有必要探索有異于當前市場試劑盒的多態性好、單倍型識別能力強的50 個以上甚至更多Y-STR 基因座為組合，基于不同地區人口遺傳多態性研究，明確Y-STR 低突變及快速突變位點在家系遺傳中的規律，研發出多基因座身份鑒定系統，為實際案件中家系排查提供理論基礎，提高Y-STR 在家系排查中的準確性及個體識別能力，從而縮短家系排查周期，節省辦案成本，提高破案效率。