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天網——與命案追訴期賽跑的DNA偵破技術

時間:2020-08-03 09:58:01 來源:新浪科技 評論:0 點擊:0
  冥冥中總有些巧合令人不寒而栗,比如在犯罪史和犯罪心理學研究者們眼里,一些類似案件錯綜交匯的時間線。

  1986年5月4日

  美國加州南部爾灣市一名18歲少女被強奸后殺害。身背12條人命和幾十起強奸、搶劫的兇手做下最后一案,自此銷聲匿跡。加州作為過去淘金者的天堂也稱金州,美國女作家米歇爾·麥克納馬拉(Michelle McNamara)便在報道中給兇手貼上金州殺手的標簽。

  1986年9月15日

  韓國華城農村一71歲老婦在回家途中被勒死。誰也未曾想到,這只是5年內9名女性被害的序幕。警方反復調查仍束手無策。

  1987年4月

  美國西雅圖市警方因證據不足,釋放了一名涉嫌多起兇殺案的油漆工人。該市郊區的綠河附近,數年來已經發現了至少37具妓女或流浪女的尸體。

  1988年5月26日

  中國甘肅白銀市一23歲女性在家中被性侵并殺害。如果沒有之后14年間9起駭人聽聞的連環殺人案,沒有人會把這座偏遠的西北工業城市與金州、華城和綠河里的瘋狂聯系起來。

  1988年11月20日

  輪回到美國南加州,洛杉磯市格拉梅西公園社區的一名妓女被槍擊中頭部,后僥幸生存。已犯下至少8起類似命案的兇手因此偃旗息鼓了14年,從而得到沉睡惡魔的綽號。

  這些冰冷的日期和數字,浸透無數被害者親友的徹骨悲痛,多少警察和刑偵專家為之輾轉反側,扼腕嘆息。如果人們知道,以上每個兇手都在多個現場留下了毛發、皮屑、體液等物證,恐怕更會大惑不解––為何這些生物檢材未能及時發揮作用,以致罪犯屢次作惡卻長期逍遙法外?

 

  上:從左至右,以華城案為原形的2003年韓國電影《殺人回憶》;2005年美國電影《綠河殺手》;2014年美國電視紀錄片《沉睡惡魔往事》;2018年長期追蹤金州殺手的美國作家麥克納馬拉遺著《我將在黑暗中消失》(圖片來源:影視海報或書籍封面)。

  下:2013年起中國互聯網天涯論壇上白銀連環殺人案的討論。

  “證據”到“偵破手段”之旅

  對生物檢材的鑒定依賴從中分離的遺傳物質--脫氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid,簡稱DNA)。上世紀50年代,美國分子生物學家詹姆斯·沃森(James D。 Watson)和英國生物物理學家弗朗西斯·克里克(Francis H.C。 Crick)合作發現的DNA雙螺旋結構,如今大概連中學生都耳熟能詳。DNA分子的化學結構由稱為核苷酸的單元組成。核苷酸分為4種,以英文字母A、C、T、G代表。一個典型人體細胞中的DNA可展開為長達2米的微細雙螺旋鏈,含有120多億個核苷酸,好比 120多億個A、C、T、G組成天書般的線性序列。最前沿的研究已經揭示,如同指紋一樣,世界上每個人都有獨一無二的DNA序列,甚至在同卵孿生子之間也存在自身變異導致的細微差別。

 

  在法醫學上,對檢材樣本中的DNA進行全序列測定過于昂貴且繁瑣,實際應用中最先發展起來的是限制性酶切片段長度多樣性技術(Restriction Fragment Length Polymorphism, RFLP)。各種限制性酶如同剪刀,能在特定序列處切斷DNA。大量酶切產物因片段長度和電荷各異,能在電場中以不同移動速度分離(又稱電泳),經顯色后形成的各種條帶圖譜可以區分樣品來源。

  以RFLP為代表的多種DNA技術在八十年代已經成熟,但由于對樣品數量和質量要求較高,在前述案件里經常陷入“無法回答”(DNA = Does Not Answer)的尷尬境地。比如在綠河案的現場,技術人員實際只提取到很少量的原始DNA樣品,在當時條件下難以實現高靈敏度的定性分析。

  即便獲得了足夠的樣品,最后分析的結果必須與已知數據庫進行比對。DNA畢竟不是魔法,不可能憑空爆出罪犯的身份來。如果罪犯的DNA記錄不在數據庫中,警方只能在懷疑人群里搜集新樣本進行反向搜索,相比指紋等傳統手段更加費時費力。華城警方在韓國法律追訴期內陸續進行了570次DNA鑒定,40多萬枚指紋匹配和百萬人次的軍警搜查。條件相對落后的白銀也采集了大量成年男性的血樣,結果同樣一無所獲。而在極度重視隱私和個人權利的美國,這種大海撈針的手段甚至根本提不上臺面。

  面對茫茫人海,警方一籌莫展之苦悶可想而知。好在人海中有些閃光的頭腦,不斷推動著生物和信息科學的不斷進步,為解決這些陳年舊案帶來了轉機。

  1993年,美國生物化學家凱瑞·穆利斯(Kary B。 Mullis)因發明多聚酶連鎖反應(Polymerase Chain Reaction,PCR)獲得諾貝爾化學獎。這種類似“太極生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦”般的PCR快速擴增技術,使得DNA檢測靈敏度的難題迎刃而解。

 

  DNA分析由此迎來了劃時代的發展,尤其是測量短串重復(Short Tandem Repeat,STR)片段長度技術的出現。如果把人類DNA序列比作記載眾神口述的天書,有些神仙顯然是口吃得不輕。短串重復就是象ACACAC……AC或者GATAGATAGATA……GATA這樣幾十至上百核苷酸的位點。除去同卵孿生之外,任意兩人的多個STR位點長度全相同的幾率極小,且相似程度取決于兩人的親緣關系。PCR和STR技術的結合使極微量DNA樣品的快速鑒定成為可能。

  2001年,西雅圖警方重啟綠河系列女尸案的調查,那名被懷疑的油漆工當年的一份唾液樣本被翻了出來。經過最新的PCR擴增處理和STR分析,警方赫然發現該樣本與多個從犯罪現場提取的體液完全匹配。曾經通過了兩次測謊的綠河殺手,終于在11月30日栽進了DNA織成的羅網之中。

  與追訴期賽跑

  然而在大洋彼岸的華城,頭兩起案件剛剛超過韓國法律規定的15年追訴期?,F在看來,韓國警方當時并沒有很快從美國同行那里領悟到什么。

  依舊人心惶惶的白銀,在2002年2月5日一家賓館的客房里等來了最后一名受害者。同年3月19日,不知是被綠河殺手落網還是白銀的最新一案“喚醒”,洛杉磯的沉睡惡魔再開殺戒,遇害少女年僅15歲。

  罪犯的瘋狂和公眾的憤怒還在持續,所幸科技的發展也沒有停下腳步。早在1977年,英國生化學家弗雷德里克·桑格就發明了DNA序列測定(簡稱測序)技術。隨二十世紀末人類基因組計劃的展開,DNA分析從純物理電泳測量長度全面過渡到化學過程結合毛細管電泳測序的時代?;贒NA雙鏈結合特性和熒光照相的微陣列(Microarray)技術與基因芯片也如火如荼地發展起來。單核苷酸多樣性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)等概念開始進入刑偵專家的視野。如果把粗獷的RFLP看作比較兩部DNA天書里各篇文章的頁數,STR就是特定“口吃”段落的長短,SNP則相當于具體比較有哪些重要字不同,分析精度和廣度都算得上鳥槍換炮了。

  既然DNA是遺傳物質,如果比對序列信息足夠準確充分,即使沒找到罪犯本人,也有可能篩選出罪犯的親屬,甚至推斷具體的血緣關系。特別是男性特有的Y染色體所含DNA的序列,與父系社會的家族姓氏有重要關聯。同一家族中的近親之間,可通過快速突變的SNP位點進一步加以識別。

  打個比方,世界上沒有兩片相同的樹葉(兩個人的全DNA序列),硬要從森林里找到某片特定的樹葉當然希望渺茫,但如果能夠確定是哪一棵樹(家族樹),成功的可能就現實多了。運氣好的話,DNA家譜分析的深度甚至可追蹤到具體樹枝或推導分杈的形狀。

 

  2004年,加州全民公決通過69號提案(Proposition 69),開始對重案罪犯和特定嫌疑人強制進行DNA采集。六年以后,警方發現一名因非法持有武器和毒品入獄的罪犯的Y染色體DNA與沉睡惡魔系列案件現場樣品匹配,可他只有31歲,不可能是當年的罪魁禍首。警方的懷疑自然轉移到了他父親身上。此人曾入獄十多次,卻僥幸從未進入過DNA采集的范圍。一名便衣警員裝作飯店服務員,搜集到他用過的餐具和吃剩的比薩餅,并提取到足夠的DNA。比對結果最終確認,此人正是沉睡惡魔。有道是天日昭昭,該系列案件的唯一幸存者堅強地挺過22年的惡夢,終于等到2010年7月7日真兇落網這一天。

  或許是受此啟發,在中國知名網絡論壇天涯,一位長期關注白銀案件的有心人在2011年7月發出一則極富預見性的帖子。也正是這一年,白銀市公安局DNA實驗室正式掛牌,并開始探索Y染色體分析技術。

 

  然而白銀和金州、華城一樣,豐滿的理想和骨感的現實之間依然長路漫漫。對于當時的檢驗成本而言,網帖中的思路還是過于超前了些,警方的采樣努力仍局限于本地的違法犯罪群體。

  功夫不負有心人。2016年8月,沉睡惡魔被洛杉磯高等法院判處死刑的兩周以后,在遙遠的中國,一名行賄罪嫌疑人的Y染色體DNA被發現與白銀案樣本的全部27個位點吻合。專案組連夜搜集檢測其家族里17位男性親屬的樣本,迅速確定了罪犯在家譜中的分支。在戶籍信息高度透明的時代,剩下的排查已經沒什么懸念。僅僅兩天過后,2016年8月26日,白銀兇犯落入法網,28年的追捕劃上了句號。

  這個時候,新一代測序技術(Next-Generation Sequencing, NGS)早已登堂入室。隨著測序成本不斷下降和計算機軟硬件的飛速更新,不但DNA數據庫的規模呈爆炸式增長,搜索算法也迎來了革命性的進步。法醫界的目光從人類Y染色體擴展到全部染色體DNA序列,即全基因組測序。大規模DNA家譜分析由此水到渠成。以前“部分符合”的尷尬結論,如今則意味著柳暗花明的機會。

一種新一代測序的圖譜和儀器(圖源:賽默飛公司網頁)。

  白銀案告破的四個月前,首創金州殺手一稱的麥克納馬拉意外離世,但她的遺著《我將在黑暗中消失》在美國社會引起了巨大的反響,也讓警方心有戚戚。主持調查的警官保羅·霍爾斯( Paul Holes)發現了一份加州文圖拉縣法醫克勞斯·斯佩思(Claus P。 Speth)精心封存的案件DNA樣本,特邀著名遺傳家譜學家芭芭拉·雷-文特(Barbara Rae-Venter)合作重啟調查。

  這一次,他們選擇搜索的是GEDmatch.com網站龐大的公開數據庫。該站匯集了將近100萬人提交的各種DNA數據以進行互助式家譜分析。金州殺手的DNA返回了9份部分匹配的樣本。警方獲得樣本身份信息后,通過進一步志愿測試,竟然找到了兇手的一名遠房表姐妹,顯然這是單靠以往的父系Y染色體分析無法達成的。兇手家族譜系大致確立之后,羅網已然張開,再結合年齡、血型、藍眼珠等信息,嫌疑人身份被迅速鎖定。警方在監視其居住地的生活垃圾中和車門把手上都發現了與金州殺手完全匹配的DNA,遂于2018年4月24日執行逮捕。試圖消失在黑暗中的兇手已經73歲,最終現身在陽光下。

  深度DNA家譜分析由此在法醫學上一發不可收拾。僅在美國,金州殺手被捕后一年之內,雷-文特等人就如法炮制陸續破獲了50多起陳年舊案。其中引人注目的一宗是38年前科羅拉多州18歲少女被害案,可惜兇手已經因病死去,留下的五味雜陳不言而喻。

  更加遺憾的是此時的華城,全部案件的追訴期已經過去十多年。

  在本文寫作前一個月,2019年9月19日,韓國警方發布消息稱,DNA證據確認了華城連環殺人案的兇手,已在1994因另一宗強奸殺人案被判處無期徒刑。隨調查進展一點點公之于眾,專業人士了解到該案偵破的技術細節,其實與18年前破獲綠河案的手段無甚區別。之所以懸宕許久,與其追究客觀原因,不如直截了當地承認,思想的局限和麻木,常比技術上的落后更讓人絕望。但DNA技術至少保障了高壓之下的韓國警方沒有造出冤假錯案。況且,33年的窮追不舍斷絕了兇手獲得假釋的可能,也算不幸中的萬幸。

  正義也許會遲到,但終究不會缺席??v觀幾起變態連環案件的破獲時間,最早的是已知嫌疑人的綠河殺手,其次是直系親屬涉案的沉睡惡魔,再次是涉及父系遠親的白銀案,最后從母系遠親鎖定金州殺手。步步遞增的難度猶如DNA技術的腳印,在日新月異的發展中實現對“拒絕作惡”(DNA = Do No Atrocity)的嶄新詮釋。

 

  天羅地網誰織就,此恨綿綿有絕期。愿生者堅強,逝者安息。

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