同卵双生子甄别策略探讨

王彦学

（辽宁警官高等专科学校 侦查系，辽宁 大连 116036）

同卵双生子（MZ）由一个受精卵发育而来，具有相同或高度相似的DNA序列，采用目前个体识别所用的遗传标记（STR、mtDNA、VNTR、单核苷酸多态性SNP、缺失多态性InDel等）均不能有效甄别，这使得涉及MZ案件的侦查和审理陷入尴尬。迄今为止，不少国家都有相关的案例被报道。例如，马来西亚吉隆坡2003年在处理一起贩毒案时，由于无法区分沙蒂斯·拉杰和萨巴里什·拉杰兄弟（案发时27岁）而只得将两人释放[1]；美国弗吉尼亚州、马萨诸塞州、德克萨斯州警方在2002～2004年共发现6起类似案件[2]；英国朴次茅斯在2006年处理137起汽车盗抢案的过程中，因无法确认阿西里·唐纳德和大卫·唐纳德兄弟（案发时17岁）中谁才是案犯而将他们一并释放[3]；德国柏林2009年在处理卡迪威奢侈品店抢劫一案中因无法区分哈桑和阿巴斯兄弟（案发时27岁）而将他们释放[4]。我国也出现过类似情况[5]。

对于同卵双生子案件，国内外刑事司法实践中出现审判不了的情况，这不仅与MZ的遗传原理直接相关，还与侦查官与司法官在刑事诉讼中的角色定位以及法证需求差异有关。侦查官面对案情，往往希望通过DNA鉴定找到侦查线索、突破侦查僵局、确定侦查范围，直至认定侦查对象，这是一种“查明导向”的思维。但是，司法官一般将鉴定结论视为一种间接证据（与其他物证一样，只能证明有限、局部甚至节点的事实），呈现出一种“证明导向”的思维。以前述拉杰兄弟一案为例，2003年吉隆坡警方在市郊一处房子附近抓获沙蒂斯·拉杰和萨巴里什·拉杰双胞胎兄弟中的一人，他当时所驾驶的车内藏有毒品。不久，双胞胎中的另一人也到达了那所房子，也被警方逮捕。由于两人长相酷似，身高、体重高度相似，DNA鉴定同一，警方根本无法分清谁最先被捕，因此不能“认定”犯罪嫌疑人。冗长诉讼之后，扎哈拉·伊布拉希姆法官在2009年只能宣布将两人释放。这名法官在判决后指出：“这是一宗罕见的案件，控方无法证明两名被告同时有罪，特别是无法证明（第一个）被逮捕的人到底是哪一个。这是一宗判处绞刑的案件，我担心会做出错误决定，绝不能把无辜者送上绞刑架”[1]。

由此可见，针对双生子案件的侦查和审判需求，探索MZ特异性识别技术具有重要意义和价值。本文分析了MZ个体的遗传学差异，并借鉴近年来相关领域的一些成果，提出了甄别MZ的技术策略。

1 MZ个体的遗传学差异

近年来的研究发现，MZ基因相同或高度相似，但存在表观遗传学上的差异。表观遗传是指基因组序列不发生变化而基因表达（组蛋白甲基化、乙酰化、泛素化、磷酸化、糖基化等已知机制）出现可遗传变化的一种反经典遗传的现象。Levenson等[6]分析了表观遗传的3个特征：（1）通过有丝分裂和减数分裂遗传；（2）这些可遗传的基因表达改变并不由DNA序列编码，不能用DNA序列变化来解释；（3）基因表达机制受标签DNA或相关蛋白的影响。由此可见，基因组含有两类遗传信息，一类是经典遗传学信息，即由DNA序列提供的遗传信息；另一类是表观遗传学信息，它提供了细胞内随时发生的化学修饰如何影响基因的活动，即何时、何地、以何种方式去应用遗传信息的指令。表观遗传与胚胎发育、器官发育等正常生理过程、癌症的形成与发展等病理过程以及人体对外部环境的适应性等直接相关。Graf等[7]的研究表明，表观遗传机制在人体（当然包含MZ）的正常发育生长中起着与遗传机制同等重要的作用。

由于胚胎期子宫的特征和成长过程中的环境因素（饮食、疾病、药物、生活习惯等）影响，MZ之间无论是在基因组整体水平还是在特定区域组蛋白修饰的差异点都将出现，导致MZ成人后的诸多不同[8]。这就能解释为什么MZ中的一个会罹患某种疾病，而另一个却没有患病或者罹患不同疾病，而且MZ还存在其他生理差异，如两人的细胞衰老速度不同[9]。Kaminsky等[10]使用12K甲基化芯片对114名MZ个体的检测结果表明，口腔黏膜上皮细胞、白细胞以及肠道组织细胞的甲基化状态都有所不同。Bruder等[8]21位学者在对3～74岁的19对MZ研究后发现，双生子尽管有着基本相同或一致的DNA，但依然存在分子层级的区别。一般情况下，人的基因组随着时间不断变化，其规律形态是：年龄越小，MZ间的基因差异越小，随着时间推进，每对MZ的遗传差异会越来越大。MZ在受精卵分裂后的那一刻起，就注定成为独一无二的生命体，尽管基因的相似先天注定，但随后发育过程中的内外各种因素可能会影响其基因编码的变化，且后天的化学修复也会造成基因表达有异[11]。正如Bruder所言：“我们的基因组远比我们所想象的更富于变化，不论朝好的方向或坏的方向”。

2 MZ特异性识别策略

在案件侦查、审理过程中，若发现疑似有MZ的情形，一般有两种解决思路：一是寻找其它物证或人证来辨别MZ间的差异；二是通过法医生物学、法医遗传学等手段来甄别MZ，主要是抗体库、甲基化、基因突变等的差异比较策略。

2.1 抗体库基因差异比较

抗体是高等动物特异性免疫应答反应后所产生的免疫球蛋白，负责特异抗原的识别和清除，是基因外成性变化的表现之一，抗体分子的多样性催生了抗体库的概念[12]。个体出生后总是生活在一定的环境之中，即便MZ的先天基因条件一致，但他们后天的生活环境也必然会存在差异，抗体库即是表征之一。针对不同的抗原（如花粉、灰尘、病原体等），每一个个体会经过基因重组产生不同的抗体，形成自己特异的抗体库基因。司法实践中，可采集MZ的样本，找出两者抗体库基因的差异，然后从犯罪现场的物证中提取DNA检材，比较现场检材与MZ抗体库基因的吻合度，进行个体识别。在后基因组时代，核糖体、mRNA等也被用于抗体库的研究，抗体库基因差异比较将成为识别MZ的手段之一。

2.2 甲基化修饰差异比较

DNA甲基化是指在胞嘧啶甲基转移酶的作用下，S-腺苷甲硫氨酸的甲基转移至胞嘧啶的5位，形成5-甲基胞嘧啶。甲基化修饰决定基因表达的模式，参与基因表达调控、发育调节、基因组印迹和X染色体灭活等诸多重要生物过程。Bruder等[8]的研究表明，甲基化是DNA修饰途径之一，能引起染色质结构、DNA构象、DNA稳定性及组蛋白作用方式等改变，从而控制基因表达。对哺乳动物而言，DNA甲基化模式建立在胚胎发育时期，与组蛋白修饰相比具有相对稳定性、亲缘特异性、与SNP标记毗邻、结果便于分析等特点，且这种模式能够在细胞分裂中被稳定地保留，MZ间的个别DNA甲基化位点间甲基化程度的差异甚至超过无关个体的差异[13]。

从时间上看，Trasler[14]的研究认为精子和卵子基因组甲基化状态明显不同，进而产生基因组印迹现象。由于亲代2条染色体表观遗传修饰的不同，2个等位基因中只有1个表达，这种修饰包括印迹基因控制区域（imprinting control region，ICR）的DNA甲基化和组蛋白乙酰化，甲基化差异的区域被称为差异甲基化区域。因此，DNA甲基化差异有望成为继VNTR、STR、SNP之后的第四代遗传标记。目前DNA甲基化的分析手段已十分丰富，既可检测特异位点的甲基化状态，也可在全基因组范围内测试MZ的甲基化模式，通过对全基因组甲基化修饰情况进行扫描，在芯片技术的帮助下，确定MZ各自特异的甲基化位点，然后有针对性地分析现场的生物检材，这可能成为区分MZ的一种基本手段。

2.3 基因突变体比较

人类基因突变现象并不仅仅针对MZ而言，它是一种较为普遍的人体生物现象。早期的基因研究着眼于精子和卵子中能够传递给后代的基因变化或者基因突变，探讨疾病基因隔代传递的机制，如Eldon Emberlyb[15]研究指出，基因的变异性与基因DDX4表达的变异性相关联，而基因DDX4与某些癌症相关联。Altshuler[16]指出，全基因组关联分析（GWAS）研究复杂疾病的致病基因需要在整体上分析个体基因组的核苷酸差异，现有研究已确定自闭症、乳腺癌、糖尿病等的遗传基础和遗传变异的发现。近来一些针对体细胞突变的研究指出，在突变（被称为复制误差）的复杂致因性分析中，外成性因素作用于本体的学说具有重要意义。该研究认为很多突变发生于胎儿发育早期，但由于它们并不存在于胎儿的生殖细胞中，所以它们并不必然传递给后代。Hack等[17]在对MZ和DZ（异卵双生子）的比较研究中发现，化学改变（表观遗传效应之一）能够引起基因表达的改变，这种改变使得MZ并不会获得完全相同的重组序列，因此MZ拥有不同的基因突变，但突变的时点和频率尚未可知。最近国内的一起案件显示出MZ中的一人在某个STR基因座出现了三带型嵌合突变（这种突变出现在受精卵首次分裂之后、胚层形成之前），资料显示此种突变的发生率仅为0.1‰左右[7]。该案提示我们，尽管考察MZ间的基因突变现象是一种识别思路，但其实际应用价值与其理论价值并不相吻合，需要在现有基因组分析方法的基础上探索应用解析度更高、更廉价、更快速的技术，发现MZ基因突变的存在及位置，揭示其基因组的差异。

3 结语

对MZ进行甄别的重要目的是防止嫌疑人间互相“顶包”，避免警方错捕案犯，减少冤假错案。表观遗传调控是遗传机制研究的新兴领域，目前对MZ的表观遗传以及基因突变等的认识还很有限，完整确切的表观遗传分子机制的内涵和构成还有待进一步研究。关于抗体库技术，结合抗体工程有多种应用技巧和范围，但迄今尚未发挥其潜能。上述3种MZ甄别手段的应用前景和发展空间需要进一步探索、完善与构建。基因组学、代谢组学等组学的快速发展让我们在较短的时间内解析出诸多基因结构，但迄今我们对很多基因产物仍然知之尚浅。考虑到公安机关DNA数据库建设和应用现状，建议有关部门建立MZ特异性识别技术的专家库以及配套的法律、法规制度，为专家进行MZ鉴定和出庭作证提供法律依据和操作途径。

[1]朗天.DNA难辨真正毒贩孪生兄弟侥幸逃死刑[N].青岛早报，2009-02-09（3）.

[2]Richard Willing.Twin Suspect Spark Unique DNA Test[N].USA TODAY，Sep.2，2004.

[3]双胞胎之一作案137起基因相同究竟谁有罪[N].现代快报.2006-03-21（4）.

[4]Claudia Himmelreich，Despite DNA Evidence，Twins Charged in Heist Go Free[EB/OL].http：//www.time.com/time/world/article/0，8599，1887111，00.html，2012-10-26.

[5]新浪网.哥俩都说被错抓双胞胎中谁是网逃[EB/OL].http：//news.sina.com.cn/c/2011-09-06/093523112697.shtml，2011-09-06/2012-11-15.

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