法医DNA新技术的应用和发展使得DNA检验灵敏度不断提高,法医DNA实验室的DNA污染问题引起人们关注。为了有效地避免DNA污染,获得稳定、可靠的检验结果,法医DNA实验室要建立严格的防污染措施和相应的污染监测体系来防范DNA污染,一旦发现DNA污染,还要查找原因,提出解决方案。

1 DNA污染及来源

DNA污染(DNA contamination)是指生物物证检材在提取或检验过程中混有含DNA的外源生物物质,造成DNA检验的结果发生改变。DNA污染属于物证污染的一种,但与其它专业的污染有所不同。由于目前常用的法医DNA技术是针对现场提取到的、与人有关的各种生物物证进行检验,具有人的种属特异性(human species specific)。这里提到的外源DNA(exogenousDNA)一般特指人基因组DNA,而不是其它的非人DNA。在生物物证检材保存过程中如果保存方法不当,样本中存在的微生物DNA等非人DNA,可能会造成物证DNA的降解,从而影响检验结果,但是在实验室内利用现有的DNA检验方法检测不到非人DNA,不会造成DNA污染。

2 实验室DNA污染监测和发现

2.1 核查DNA图谱质量判断来源

核查DNA检验结果的图谱质量是发现是否存在DNA污染的又一方法。核查DNA图谱的方法主要是看DNA结果中是否有多余的谱带或明显不符合逻辑的结果。以下几种情况值得注意:

1)对于等位基因标准对照物污染的情况比较容易发现,在某一或某些基因座的分型结果中如果包含的等位基因如同Ladder一样,就要考虑可能发生Ladder的污染。（这是实验室中发生的比较严重的一类污染,一般多发生在PCR反应的操作中）

2)对于已知嫌疑人的比对样本,只应该是一个人的DNA图谱,如果结果中发现有明显多余的谱带存在,就要考虑有DNA污染的发生。

3)当核查DNA图谱时,如果发现人员样本与DNA检验结果在性别上不同时,要加以注意是否存在DNA污染或弄错样本编号的情况。

4)在DNA检验结果中,不是只要有多余的谱带都是由于DNA污染造成的,有些多余谱带是与生物技术或检测技术相关的,如影子带(stutter)、加A不完全、荧光洇渗(pull2up)、模板量太多等造成,要注意加以区别和分析。

5)阴性对照发生污染时,要注意核查检验样本的DNA分型是否含有阴性对照污染的等位基因。

3.3 DNA数据库的检索比对

DNA检验结果的数字化使得DNA数据库的建设发展迅速,利用DNA数据库的自动比对功能,把DNA实验室获得的所有DNA分型进行数据库管理,可以发现DNA实验室中可能存在的一些污染。

2.2 DNA排查数据库 

DNA排查数据库(elim2inationdatabase)是储存需要排除的相关人员DNA分型的数据库,用于监测和发现DNA检验结果是否受到相关的现场或实验室人员污染。英国的国家DNA数据库(NDNAD)是世界上最早、最大、发挥作用最好的数据库,其中建立了现场警员排除库(PED)、实验室人员排除库(SED)和耗材生产人员排除库(MED),用于检查实验室的DNA检验结果是否受到相关人员的污染。许多DNA实验室都建立技术人员的DNA分型数据库,用于检测技术人员自身的DNA污染,但是在国内,目前还未建立现场勘查人员和耗材生产人员的DNA排查库,无法对这些人员进行排查,只在特殊案件的检验结果中才会考虑进行个案排查。

2.3 同批次样本间的比对 

DNA交叉污染和样品编号混淆也是DNA实验室中偶尔发生的问题,对同批次检验样本间的DNA分型结果进行比对可以用来发现此类错误。英国FSS使用的I23专家分析管理软件就具有这一功能,对同批次检验的DNA结果相互比对,发现可疑的比中记录后进行认真的核查来确定每次检验的大量样本间是否存在交叉污染的情况。对于国内的DNA实验室,可以在出具鉴定结论之间,将DNA分型先录入DNA数据库进行自动比对,如果发现DNA分型相同的样本来自同批次检验,且前期没有相互关联的信息,就要进行认真的核查。

3 DNA污染的纠正

DNA污染的结果会影响DNA鉴定的质量,降低鉴定结果的侦查和证据价值,严重时会造成鉴定结论错误,产生错案。DNA实验室一旦发现有DNA污染的存在,就要认真查找污染源,分析造成的原因,提出解决方案,同时还要对这一时期获得的DNA数据进行复核,查找是否存在未被发现的污染情况。

DNA实验室在查找污染原因时,可以设计一系列的阴性对照试验对检验过程中使用的所有试剂逐一进行排查,丢弃发现有问题的试剂;也有的实验室为了方便,丢弃污染时所有使用过的试剂,重新配制新试剂进行检验。DNA污染发生后,还要清洁所有的工作台面和仪器设备表面。

当DNA实验室发生的PCR污染不是由于试剂原因造成,结果又难以解释时,要考虑PCR产物形成气溶胶造成污染的情况,这类污染往往难于去除。小的DNA分子达到一定数量时很可能会包含在气溶胶的颗粒上,污染DNA扩增区域的环境,从而造成PCR污染。实验室一旦发生PCR污染,要对扩增区采取清洁台面、通风透气、紫外照射等办法进行彻底地处理,一般所需时间较长,会对DNA鉴定工作产生影响。为了不影响工作,必要时可在DNA实验室之外的其它实验室进行DNA扩增。

当对DNA鉴定结论产生怀疑时,条件允许的情况下可以采用重新检验的方法进行验证,这是纠正DNA污染的另一方法。当两次检验的结果相同时,应该认为DNA结果是可靠的;当两次结果不同时,要认真分析原因后再考虑进一步采取的措施。如果是同一个体来源的样本出现两次结果的不同,则肯定有错误发生;如果发生在现场提取的物证检材上,由于DNA检验对检材是消耗性的,则要分析检材上是否存在不同来源的DNA。

DNA污染是产生DNA鉴定结论错误的重要因素,法医DNA实验室要努力去解决这一问题。但是,DNA污染不仅发生在DNA实验室的检验环节,还有可能发生在物证检材的提取过程中,也有可能发生在用其它物证技术对物证检材进行检验之时。所以,随着法医DNA技术的广泛应用,对DNA污染的防范不单是DNA检验人员的职责,而是所有法庭科学技术人员共同的责任,应引起高度重视,以使现场提取到的物证检材发挥应有的价值。