1992 年 3 月 20 日，南京醫學院（現南京醫科大學）的學生林伶在晚自習後再也沒回過宿舍。
4 天之後，林伶的屍體在學校教學樓天井中的下水道被發現。經法醫鑑定，系被人用鈍器擊打頭部、實施強姦後，按入下水道中死亡，作案手法十分殘忍。
這起轟動一時的南醫大藏屍案，南京市公安局曾抽調數百名精幹警力，核查了數千條線索，走訪排查人員超過 1.5 萬人，可依然沒有任何突破，最終成為了一宗懸案。
彷彿《殺人回憶》的劇情，兇手似乎永遠消失在了那個雨夜。
然而今年 2 月 23 日，兇手就在案發地附近的家中被警方抓獲。這起塵封 28 年的懸案，如今卻只用了 3 天就成功破案，幕後功臣是一種叫做 Y-STR 的 DNA 檢測技術。
這種技術已經不是第一次成為破獲陳年懸案的關鍵，號稱位列「中國四大謎案」之首白銀市連環殺人案，在美國殺害 12 人、強姦 45 人的「金州殺手」，都是因為這種技術才得以被鎖定。
正如韓劇《信號》裡所說，這是現代科學送給被害人的禮物。
南醫大藏屍案告破，DNA 技術再次成為「法證先鋒」
根據南京警方披露的信息， 2 月 21 日南京市局法醫中心發現，從「3.24 南醫大殺人案」死者身上採集的 DNA 數據，與沛縣被盤查人員麻某俠高度吻合。但麻某俠並不是兇手，但基本確定兇手就是麻某俠的近親。
得知這一消息後，南京市公安局刑警大隊 DNA 實驗室立刻調取 Y 庫家系工匠系統，排除了麻某俠家系中 11 位符合年齡條件的男性後，最終鎖定了家住南京市的麻某鋼，經過鑑定，麻某鋼的 DNA 果然與死者陰道拭子 DNA 分型一致。
2 月 23 日，麻某鋼正式被警方抓獲。原來這名消失了 28 年的兇手，一直就生活距離案發現場 10 分鐘路程的石鼓路。在鄰居眼中，麻某鋼只是一名普通的司機，喜歡狗，為人和氣熱情。
那麼警方是怎麼通過 DNA 檢測技術來找出真兇的呢？DNA 檢測技術有很多種，為什麼只有 Y-STR 能做到？
要解答這個問題，首先需要簡單瞭解 Y-STR 技術的原理。顧名思義，這是一種以 Y 染色體鑑定為基礎的男性家族檢測技術。
正常情況下，人體有一共有 23 對染色體，其中 22 對為常染色體，1 對為性染色體。而 Y 染色體是男性才有的染色體，只能在父子之間或統一父系中單向傳遞，因此同一父系的所有男性個體中，包括兄弟，父子，叔侄，堂兄弟和祖孫等，都具有同源的 Y 染色體。
雖然 Y 染色體在遺傳過程總會發生突變，但在 10 代之內通常不會發生大的變化。而 STR（Short Tandem Repeat，短串聯重複片段）則是 Y 染色體上遺傳標記， STR 序列的重複次數在個體和家系間有顯著差異性。
研究顯示目前經確認的 STR 位點已經有 200 多個，也就是說，如果兩個人的 Y 染色體有 4 STR 位點完全匹配，他們擁有共同父系祖先的概率接近 95%，如果有 5 到 9 個 STR 位點完全匹配，他們擁有共同父系祖先的概率則趨近於 100%。
過去十幾年來 DNA 檢測技術已經廣泛運用與刑偵破案中，但前提是要獲取疑犯本人的基因數據進。而 Y-STR 技術打破了這一限制，無需拿到犯罪嫌疑人本人的 DNA 進行精確比對，只要獲取其父系親屬的 DNA，就基本鎖定了嫌疑人所在的家族，大大縮小了排查範圍。
▲圖片來自：New Scientist
據南開大學分子生物學博士生張遊介紹，除了父系遺傳，Y-STR 另外最大的兩個特點是男性獨有和單倍型遺傳。
Y 染色體只有男性持有，因此 Y-STR 技術可以在男女混合的樣本中對男性成分進行精確分析，在針對女性的犯罪中，不會被女性受害者成分所幹擾。
而 Y-STR 是單倍遺傳，過程中不發生重組，個體也只有一個等位基因，因此在輪姦等多人作案而產生的混合樣本中，也可以分辨出涉案的人數。
據世界各國統計的罪犯性別比例中，男性罪犯普遍佔到 90% 左右， Y-STR 技術在大部分的刑事案件中都可能有用武之地。
只有 Y-STR 技術也是不夠的
雖然 Y-STR 技術可以縮小警方的排查範圍，但和常染色體的 DNA 檢測技術一樣，同樣需要比對的 DNA 數據，近年來警方可以藉助 Y-STR 技術破解多起懸案，還要歸功於 Y-STR 數據庫（以下簡稱「Y 庫」）的建設。
鄭州是中國最早建設 Y 庫的城市，從零幾年開始建設，到 2014 年已經擁有覆蓋全市的數據庫。建設不久就幫助鄭州警方破獲了一起 10 多年前的搶劫金店案，但 Y 庫被各地重視起來，還是在白銀案之後。
白銀連環殺人案的兇手高承勇，當年躲過了警方全城涉及超過 10 萬人的 DNA 排查，沒想到卻在 28 年後，他的遠房堂叔因行賄被採集血樣，相同的 Y 染色體暴露了自己。
▲白銀案兇手高承勇受審.
白銀案之後，不少法醫機構學者呼籲加快建設 Y 庫。公安部還在 2018 年發佈了一個 Y 庫建設的「三年規劃」，要求各地用 3 年時間建成自己的 Y 庫。除了中國，目前美國、瑞士、意大利、德國、波蘭，以及亞洲的日本、韓國都以及逐步建立起自己的 Y 庫。
在美國，除了官方的數據庫，一些民間的 DNA 數據平臺也會為警方所用。2018 年美國警方破獲了一起塵封 20 年的連環姦殺案，將臭名昭著的「金州殺手」緝拿歸案，靠的就是一家提供免費 DNA 分析服務的網站 GEDmatch。
▲「金州殺手」Joseph James DeAngelo. 圖片來自：ABC News
由於 Y-STR 技術可以通過 Y 染色體追蹤整個家族，採樣的規模也可以縮小。某省級刑偵大隊刑警林恩正在接受《三聯生活週刊》採訪時表示，河南 500 萬規模 Y 庫，按祖孫三代男性 1：3：5 計算，基本已經可以覆蓋全省的所有家庭。
儘管如此，Y 庫的建設並不簡單，這是一項極其耗費財力、人力、物力的工作。警方通常需要在沒有家譜的情況下，來調查詳細的家系關係，當中需要治安、刑偵、警務保障、派出所等多個警種和部門的配合，還要考慮領養、收養和基因突變等情況。
可見，在 Y-STR 技術屢破奇案背後，還有大量民警和檢驗人員的付出。如今已經進入 Y 庫建設「三年規劃」的最後一年，更多像南醫大藏屍案這樣的懸案，都有更大的希望被偵破。
人類第一次使用 DNA 破案之後，這項技術發生了什麼變化？
1953 年，劍橋大學兩位年輕的科學家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克發現了 DNA 的雙螺旋結構，開啟了分子生物學時代，但將 DNA 技術用於案件偵破就要到 30 多年後了。
▲還記得當年生物課本上的這幅配圖嗎？
人類第一次將 DNA 技術用於刑事案件上，是在 1983 年和 1986 年在英國的兩起連環姦殺案，警方最初通過遺留的樣本血型將疑犯認定為當地一位 17 歲少年，但 DN A 指紋分析技術的研究者亞歷克·傑弗里斯經過比對發現，這名少年並非真兇。
此後警方採集了當地 4853 位男性的血液或唾液樣本，讓亞歷克·傑弗里斯製作「DNA」指紋進行分析，但依然沒有找到和樣本匹配的人。直到酒吧女服務生無意中聽見，原來兇手 Colin Pitchfork 在採集樣本時找了別人冒名頂替，這才將兇手繩之於法。
這起案件還在 2015 年被改編成劇集《真兇密碼》，當中協助警方破案的亞歷克·傑弗里斯（Alec John Jeffreys），正是 最早的 DNA 指紋分析及 DNA 特徵測定技術發展者。
他在 1984 年發現了一種顯示個體 DNA 差異的方法，併發明瞭 DNA 指紋鑑識技術。這項技術面世 8 個月後，就參與了第一起案件偵破。
▲ 亞歷克·傑弗里斯. 圖片來自：science source
DNA 雖然可以幫助有效警方破案，但礙於當時的技術限制，效率十分低下。傑弗里斯利用凝膠電泳技術來分離和識別 DNA 片段，一般需要六到八週的時間
DNA 指紋技術後來能被全球警方廣泛使用，還要感謝發明聚合酶鏈式反應法（PCR）的 Kary Mullis。
▲Kary Mullis. 圖片來自：TED Talks
PCR 技術可以指數倍擴增 DNA 的數量，一小時內就能產生 10 億個原始 DNA 序列的副本，讓 DNA 檢測變得更加容易，還可以從幾十年前殘留的微小樣本中分離出 DNA。Kary Mullis 也憑藉這項發明獲得了 1993 年的諾貝爾化學獎。
經過 30 年多的發展，法醫鑑定的 DNA 檢測技術也衍生出不同的類型。除了上文提到 Y-STR 技術，另一項廣泛應用的還有線粒體 DNA 檢驗。
與細胞核內 DNA 相比，線粒體存活時間更長，具有在每個細胞有高拷貝數的特點，這意味能獲取更多的基因位點進行檢驗。而且與 Y-STR 的 父系遺傳恰好相反，只有母親的線粒體 DNA 才會遺傳到後代。
前兩年有人宣稱通過 DNA 技術確認了一百多年前臭名昭著的連環殺手，「開膛手傑克」的身份，提取的檢測樣本正是線粒體 DNA。利物浦大學分子生物學專家 Jari Louhelainen 從當年其中一名受害者 Catherine Eddowes 的披肩上的血跡中提取出線粒體 DNA 。
▲ Jari Louhelainen.
Jari 通過比對 Catherine 的五世外孫女的 DNA ，確認披肩上的血跡的確屬於 Catherine 。這讓 Jari 更加堅信，披肩上的精斑就是來自於開膛手傑克。
Jari 從當年警方懷疑的十幾位嫌犯中鎖定了一個叫做 Aaron Kosminski 的男性。但就像前面說的，線粒體 DNA 只能通過母系遺傳，要怎麼確認精斑是否屬於 Aaron Kosminski 呢？
▲ Aaron Kosminski 畫像.
最終 Jari 採用了和南醫大藏屍案類似的思路，找到了 Aaron Kosminski 妹妹的後代，經過比對果然和精斑的線粒體 DNA 匹配，從而確認 Aaron Kosminski 為開膛手傑克。
不過這一結論也遭到了多位專家的質疑，法國國立科學警察研究所生物學專家 Claire Menut 指出，沒有血緣關係的人也有一定概率擁有完全相同的線粒體 DNA，因此只能用來排除嫌疑人，不能單憑線粒體 DNA 確認兇手。
中國政法大學教授施鵬鵬也撰文質疑這起百年懸案中的 DNA 證據可能受到汙染，即便披肩上有嫌疑人的 DNA 也不能證明其就是兇手。
這也反映了當前通過 DAN 技術破案的一個問題，看似可靠的 DNA 證據並不一定就是鐵證，DNA 技術在刑偵領域中也不是萬無一失的。
既是冤案粉碎機，也可能釀成冤案
正如歷史上第一起應用 DNA 技術的案件，DNA 既是既可以找出真兇，也能讓無辜的人沉冤得雪。
美國的非盈利組織的 「清白專案」（Innocence Project），就是致力於用 DNA 技術來矯正冤假錯案。從 1992 年開始，該項目已經藉助 DNA 技術成功為數百名蒙冤的疑犯翻案，當中不少已經被判處死刑。
雖然 DNA 技術被稱為「冤案粉碎機」，但如果過分迷信 DNA 證據，也可能會造成冤案的發生。
紐約大學法學教授 Erin Murphy 在 《深入細胞：DNA 證據的陰暗面》（Inside the Cell: the Dark Side of Forensic DNA）一書中，就介紹了一些因為 DNA 技術使用不當而釀成的冤案。
2012 年一位 Lukis Anderson 的流浪漢被指控謀殺硅谷的富豪 Raveesh Kumra，因為在後者被殺的家中發現了 Lukis Anderson 的 DNA，似乎沒有比這更有力的證據了。
不過一個月後警方調查發現 Lukis Anderson 並非兇手，那他的 DNA 為什麼會出現在被害富豪家中呢？
▲. 圖片來自：PBS
原來案發當天 Lukis Anderson 曾因為酒精中毒入院接受治療，而照顧他的醫護人員恰好參與了兇殺現場的處理工作，Lukis Anderson 的 DNA 就這樣被帶到了死者家中。
《國際法醫學雜誌》（International Journal of Legal Medicine）的一篇文章指出，你將一件蹭過脖子的衣服拿給別人，就可能將 DNA 物質轉移到對方身上。如果被有心人利用，甚至可能用以嫁禍他人。
▲握手也能造成 DNA 轉移.
除了 DNA 轉移，另一種導致冤案的原因就是取樣或分析時樣本受汙染或被調換。1998 年美國休斯敦一位 16 歲少年，就因為警方技術人員搞錯樣本，白白坐了十幾年冤獄。
Erin Murphy 認為 DNA 技術存在的缺陷不可忽視，稍有不慎就會得出不公正的結論。
這個漏洞百出的刑事審判系統即使出現錯案也不懂得反思，而現在它的武器庫中又添了一件強大的武器。
其實將 DNA 技術引入案件的亞歷克·傑弗里斯也深知這個問題，因此強調必須大量取樣、對比測試、反覆確認。那些 DNA 技術釀成的冤案也在提醒著我們，必須客觀謹慎地看待和使用這項技術。
未來甚至能通過 DNA 還原嫌疑人的外貌
雖然 DNA 技術是把雙刃劍，也不能否認其在案件偵破中起到的重要作用。科學家也不斷研發新的 DNA 檢測技術，其中可能對未來影響重大的一個方向，是通過 DNA 還原人類外貌。
在 2016 年美國得克薩斯州的一起兇殺案中，帕拉班納米實驗室 (Parabon NanoLabs) 通過疑犯留下的 DNA，繪製出疑犯的畫像，以協助警方破案。
▲帕拉班納米實驗室通過 DNA 數據合成的疑犯畫像. 圖片來自：LancasterOnline
不過這樣還原出的嫌疑人畫像，與真人還是有不小差距的。帕拉班納米實驗室負責人表示，這隻能他們給警方提供疑犯的大致外貌特徵。
因為通過 DNA 還原人類外賣的技術難度十分大，首先需要確定那些基因與外貌相關，臉型、膚色、髮色、眼鏡顏色等外觀特徵還不是單基因決定的，要將這些信息聯繫起來，完全還原出一個人的外貌，目前還沒有技術可以做到。
但近年來這個領域也取得了一些突破，已經可以做到根據 DNA 比較準確地預測眼睛、頭髮和膚色等特徵。
法醫遺傳學家 Manfred Kayser 曾在期刊《人類遺傳學》（Human Genetics）發表的一篇論文，展示了通過 DNA 信息預測髮色的研究成果，稱對於紅色和黑色人群的預測準確度高達 90%，對於棕色和金色人群的準確度也達到 80%。
隨著人類在基因研究上的進展，未來或許真的可以依靠 DNA 還原一個人外貌，讓 DNA 成為最可靠的目擊證人。
在 1997 年的科幻電影《千鈞一髮》裡，展現了一個唯 DNA 主義的社會。DNA 不止是每個人的身份證，性格、智商、能力和患病概率等數據都能從 DNA 中讀取，沒有經過基因編輯出生的人被稱為「瑕疵人」。甚至就業時提交的簡歷就是 DNA。
我們似乎正離這樣的社會越來越近，DNA 技術帶給我們的，除了更高的破案率，還會有別的東西嗎？
題圖來自：《法證先鋒 3》
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