Применение генетических методов в судебной медицине

 

 

 

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ

 

ДНЕПРОПЕТРОВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

на тему:

 

Применение генетических методов в   судебной медицине

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ст. I-го курса, I мед. фака., Iа группы

Федченко Н.Н.

 

 

 

Руководитель: зав. кафедрой мед. биологии,

профессор Слесаренко Е.Г.

 

 

 

 

Днепропетровск

2000 г.

 

Целью использования новых методов в судебно-медицинской экспертизе вещественных доказательств является повышение идентификационных возможностей. Значительная перспектива в этом направлении появилась прежде всего за счет использования достижений молекулярной генетики. 

1. Дактилоскопическая идентификация  человека

Дактилоскопическая идентификация человека один из наиболее эффективных методов идентификации. В современной криминалистике и судебной медицине он заслуженно считается самым разработанным и надежным методом. Большая часть принципов криминалистической теории идентификации в целом, и теории идентификации личности человека в частности, сформирована на основе положений дактилоскопической идентификации. Новые методы установления идентичности, появляющиеся в науке и практике, стараются сравнить с дактилоскопией по надежности и эффективности. Например, внедряемый в настоящее время в широкую экспертную практику метод генотипоскопии поначалу даже назвали геномной дактилоскопией, подчеркнув большие возможности генотипоскопического метода в идентификации личности человека путем сравнения его возможностей с эталонным криминалистическим методом. Поэтому, изложение основ дактилоскопической идентификации в данной главе учебника будет полезно.

На ладонных поверхностях кистей рук и на аналогичных поверхностях стоп ног имеются узоры, образованные валиками и бороздками, называемые папиллярными узорами (papilla — сосочек, папиллярный — сосочковый). Их наличие обусловлено строением базового (сосочкового) слоя кожи, который еще называют дермальным слоем (дермой). Наружный слой кожи — эпидермис, отражает строение базового дермального слоя. (рис. 1)

Папиллярные узоры возникают у плода человека в момент формирования кожных покровов и остаются неизменными до смерти человека. Разрушаются они после гибели человека вместе с кожей, что чаще всего происходит через значительный период времени после смерти. Папиллярные узоры полностью восстанавливаются в первоначальном виде после поверхностных повреждений кожи. После глубоких повреждений остаются шрамы, которые имеют индивидуальный характер.

Строение папиллярных узоров строго индивидуально. Более чем столетними наблюдениями доказано, что папиллярные узоры не повторяются у разных людей. И даже сиамские близнецы, тела которых в той или иной степени соединены между собой, имеют различающиеся папиллярные узоры.

Указанные свойства позволяют эффективно использовать папиллярные узоры для идентификации людей.

Наряду с тем, что папиллярные узоры строго индивидуальны, они имеют и общие черты, что позволяет их классифицировать.

В практических целях идентификации человека в большинстве случаев используются папиллярные узоры концевых фаланг пальцев рук.

Рассмотрим строение папиллярных узоров. Все папиллярные узоры делят на три основных типа: петлевые (частота встречаемости примерно 65%); завитковые (30%); дуговые (5%). (рис. 2) Кроме того, выделяют группы: переходных типов узоров, например между петлевым и завитковым, между дуговым и петлевым; атипичных узоров; узоров, тип которых не определяется в силу каких-либо причин.

Суть дактилоскопического идентификационного исследования состоит в том, что эксперт производит сравнительное исследование двух отображений папиллярных узоров. Происхождение одного из которых от конкретного человека (А) известно, а происхождение второго папиллярного узора (X) неизвестно или вызывает сомнение. Папиллярные узоры сравниваются вначале по общим признакам, таким как тип и вид узора. Затем анализируются детали строения, при этом учитывается наличие деталей в сравниваемых отображениях и их взаиморасположение. При совпадении всех обнаруженных деталей и отсутствии различий идентичность узоров считается установленной. При обнаружении хотя бы одного достоверно установленного различия папиллярные узоры признаются неидентичными, (рис. 3)

Если брать во внимание только количество совпадающих точек, то 17 достаточно для того, чтобы выделить одного человека из всего населения земного шара (расчеты произведены одним из основоположников современной дактилоскопии). Но при исследовании учитывается не только количество точек, но их расположение и качество. Поэтому, в отдельных случаях можно осуществить идентификацию при наличии всего 6-7 деталей строения папиллярного узора. Если же использовать и микроскопические признаки, такие как строение краев и концов линий, строение и расположение пор, то вывод может быть сделан по еще меньшему количеству точек узора.

В каких же основных ситуациях может быть проведена дактилоскопическая идентификация?

Одним из основных условий для осуществления дактилоскопической идентификации является наличие отпечатков пальцев, полученных от известного человека (от А). В настоящее время у нас в стране официально имеется право получать и хранить только отпечатки пальцев преступников. При необходимости отпечатки пальцев могут быть получены и у других граждан.

Аналогичные идентификационные исследования могут быть проведены не только по отображениям узоров пальцев рук, но и по отпечаткам ладоней и стоп ног. В некоторых теплых странах для регистрации преступников используют отпечатки стоп, так как их часто обнаруживают на местах происшествий. А в США, например, отпечатки папиллярных узоров стоп получают у младенцев для возможной в дальнейшем идентификации.

Роль судебных медиков системы Министерства здравоохранения в процессе установления личности неизвестных граждан путем дактилоскопической идентификации — эпизодическая. Обычно они всего лишь помогают готовить для дактилоскопирования пальцы рук трупов, находящихся в состоянии значительных посмертных изменений. Однако в настоящее время в этом плане расширилась роль медиков-криминалистов Министерства внутренних дел. Они самостоятельно дактилоскопируют трупы неизвестных граждан и направляют эти дактилокарты для проведения сравнительного исследования в картотеки органов внутренних дел.

Основываясь на закономерностях наследования папиллярных узоров судебные медики проводят достаточно редкий, но интересный вид исследований — установление родства. Анализируя различные характеристики папиллярных узоров родителей и ребенка, можно прийти к выводу о происхождении этого ребенка от этих конкретных мужчины и женщины с достаточно малой вероятностью ошибки.

Одна из наук, входящая в общую биологию, антропология (наука о человеке, как виде животного мира), использует учение о папиллярных узорах человека, называемое дерматоглификой, для решения проблем установления происхождения разных групп населения земли, взаимосвязи между группами и с другими подобными целями.

В медицине положения дерматоглифики используют для диагностики некоторых наследственных заболеваний и для их профилактики.

Возможности идентификационных исследований иных участков кожи человека

Теоретически любой участок кожи человека индивидуален по своему строению и, следовательно, его отпечатки могут быть объектами положительного идентификационного исследования. В криминалистике известны случаи, когда удавалось идентифицировать личность человека по отпечаткам лба, носа и других частей головы.

Наиболее часто на местах происшествия встречаются отпечатки губ. При обнаружении такого рода следов путем сравнительного анализа можно идентифицировать человека или исключить его, как лицо оставившее след.

 

2. Генотипоскопический метод идентификации

Типирование генома человека с целью установления отцовства началось в 1986 году Алексом Джефрисом методом ПДРФ. Этот год в геномной дактилоскопии считается основополагающим.

Техника геномной идентификации по ДНК была определена в 1987 году в судебно-медицинской практике Великобритании, как метод судебно-медицинской экспертизы. 
В Южном регионе нашей страны к началу 90-х годов на базе отдела молекулярной биологии Селекционно-генетического института - Центре по исследованию генома - проводилось исследование ДНК растительной клетки. Исследования генома были начаты Ю.М.Сиволапом в лаборатории одного из основоположников молекулярной биологии профессора Джеймса Боннера /США, Калифорнийский технологический институт/, лауреата Нобелевской премии, который на протяжении многих лет курировал исследования и помогал развитию отдела молекулярной биологии СГИ.

Достижения отдела в определении специфичности ДНК индивидуума привлекли внимание судебных медиков. Была разработана совместная программа внедрения молекулярно-генетических методов при исследовании следов биологического происхождения, в том числе и при исследовании вещественных доказательств.

Возможность такого исследования основывается на индивидуальности строения некоторых участков молекулы ДНК, их назвали гипервариабильными (ГВ) участками. Строение этих отрезков молекул не только индивидуально у каждого человека, но и строго повторяется во всех органах и тканях тела одного человека, (рис. 4)

Метод исследования ГВ участков молекулы ДНК называют по-разному: «геномная идентификация», «ДНК-дактилоскопия», «генотипоскопия». Присоединимся к мнению ряда авторов, считающих, что термин «генотипоскопия» наиболее точно отражает смысл такого рода исследований и будем употреблять это название метода.

Теоретически метод генотипоскопической идентификации является самым универсальным, так как с его помощью, в принципе, можно идентифицировать самые различные объекты биологического происхождения, если только в них сохранилось небольшое количество молекул ДНК или их частей.

Используя высокоэффективные технические средства, можно получать результат с вероятностью ошибки меньшей чем один раз на несколько миллиардов случаев. То есть выделять одного-единственного человека из всего множества живущих на земле.

Универсальность и высокая индивидуальность результатов делают этот метод наиболее перспективным среди всех остальных методов идентификации человека в случаях непосредственного исследования объектов биологического происхождения.

Существует несколько вариантов технологии проведения исследований молекулы ДНК в целях идентификации человека. Один из вариантов основан на анализе полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК (фрагментов, получаемых путем рассечения молекулы). Сокращенно его называют ПДРФ анализ (используют для исследования жидкой крови).

Технология такого исследования в общих чертах состоит из следующих этапов:

1. Выделение молекул ДНК из  исследуемого материала. (Молекулы  ДНК находятся в ядрах клеток  в структуре ДНК.)

2. Фрагментирование (разделение на фрагменты) молекул ДНК с помощью ферментов — рестриктаз (эндонуклеаз). Существует множество видов рестриктаз, которые разрезают молекулу ДНК в местах, присущих только им, т е. каждый вид рестриктазы только в том месте, в котором ему положено его химической природой.

После такого воздействия на молекулу ДНК образуется множество фрагментов, которые отличаются друг от друга составом, длиной и, соответственно, молекулярным весом.          

3. Смесь фрагментов ДНК разделяют  методом электрофореза в геле. Метод основывается на том, что под воздействием электрического тока фрагменты ДНК передвигаются в специальной среде — геле. Чем они легче и мельче, тем дальше они уходят от стартовой позиции.

4. Из всего набора фрагментов, расположенных на разных участках электрофоретической пластинки, с помощью специальных зондов выявляют полиморфные фрагменты. Зонды при этом обычно маркируют радиоактивными изотопами или нерадиоактивными метками. Что позволяет получить на специальной мембране видимый набор линий разной ширины, соответствующих числу и виду гипервариабельных (ГВ) фрагментов. Расположение отдельных линий варьирует у разных людей, а их совокупность индивидуальна, (рис. 5)

Целесообразно производить параллельное исследование известного по происхождению объекта (от А) и неизвестного (от X). Полученные «картинки» распределения ГВ фрагментов сравнивают между собой с использованием методов математического анализа. Рассчитывают возможность случайного совпадения изображений. При очень маленькой вероятности случайного совпадения ею пренебрегают и считают, что сравниваемые объекты идентичны, а, следовательно, установлена личность человека от которого произошел ранее неизвестный объект X.

Метод позволяет сравнивать между собой результаты исследования неизменных молекул ДНК из ядер клеток крови, спермы и любых других тканей тела человека. «Картинка» расположения ГВ-фрагментов не изменяется на протяжении всей жизни человека, она индивидуальна. Полное сходство «ДНК-узоров» наблюдается только у однояйцовых близнецов. У родственников выявляется сходство генотипических узоров, что позволяет устанавливать родство.

В последнее время разработан и активно внедряется в экспертную практику метод, позволяющий проводить исследование очень малых количеств разрушенных молекул ДНК. Метод основан на том, что перед исследованием ГВ-участков имеющиеся фрагменты ДНК многократно копируются, тем самым наращивается, до необходимого, объем материала, подлежащего исследованию. Этот метод получил название — метод амплификации (реакции цепной полимеризации). В ноябре 1992 года было проведено первое определение спорного отцовства при помощи ПЦР-анализа. Научно обоснованное применение этого метода в экспертизах спорного отцовства стало возможным только благодаря проведенному анализу частоты встречаемости аллелей гипервариабельных участков ДНК в популяции, проживающей в Одесской области /Г.Ф.Кривда, Ю.М.Сиволап, Н.Э.Кожухова/. В результате, 2 января 1995г. в г.Одессе проведена первая экспертиза биологических следов.

Проблема выделения и очистки ДНК из этих следов не вызвала особых проблем у генетиков, учитывая, что ДНК есть ДНК, и методы ее исследования практически одинаковы для всех живых организмов, а растительная клетка, являющаяся для специалистов уже изведомой, многофункциональна и представляет один из самых трудных объектов для выделения ДНК.