指甲缝隙DNA 在个体识别中的应用研究

随着分子生物学和法医学的不断发展，DNA 分析已成为个体识别的核心技术之一。传统检材如血液、唾液、毛发等虽然应用广泛，但在某些特定情境下，常规样本难以采集或质量不足。实践中发现，指甲缝隙中往往残留有皮肤组织、体液或血痕等混合生物材料，尤其在受害人反抗或搏斗过程中，更易获取包含他人遗传信息的关键线索。相比其他检材，指甲缝隙的样本更为隐蔽，受外界环境影响小，是微量 DNA 分析中极具潜力的样本类型。因此，对其研究与应用具有重要的现实意义，亟需从理论与技术层面展开深入探讨。

一、指甲缝隙DNA 的来源与特征

（一）指甲缝隙DNA 的形成机制

指甲是由表皮细胞从甲母基质细胞分化、迁移形成的角化组织，由多层连接牢固的角化细胞构成。细胞内充满富含二硫键的角蛋白，抗腐败力强，其结构可分为甲根、甲体和甲游离缘三大部分[1]。指甲缝隙中的 DNA 主要来源于抓挠、打斗、接触等行为过程中所嵌入的生物性物质，包括上皮细胞、皮脂腺分泌物、血液、唾液或其他体液等。在暴力事件中，受害者在反抗过程中常使用手部防卫，使得对方皮肤组织、体液残留在其指甲缝隙内，这类 DNA 具有较强的个人特异性，极具取证价值。此外，即使在日常生活中，人们通过接触他人或物品，也会在指甲缝积聚少量 DNA，因此该部位具有形成“二次转移 DNA”现象的可能性，在分析中需加以区分。

（二）指甲缝隙DNA 的保存稳定性

指甲缝隙相较于外露皮肤表面或开放性伤口更具物理保护作用，缝隙狭窄结构有效避免紫外线照射、水分挥发和外界微生物的侵蚀。在低温、干燥环境下，指甲缝隙中微量 DNA 可稳定保存数月，甚至在尸体腐败或严重环境破坏后仍能检出有效 STR 信息。研究表明，相比口腔拭子样本在常温条件下 7 日后降解明显，指甲缝隙样本可延迟至 14日后仍具扩增价值，且降解速率缓慢，有利于事后取证。

（三）指甲缝隙DNA 的取样难度与污染风险

指甲缝隙样本量通常极少，且多为混合 DNA，采样过程中极易受到操作者自身 DNA 污染。为避免污染，应使用 DNA 酶灭活后的无菌棉签或灭菌尖头镊子，取样前须佩戴一次性手套、口罩，并在洁净实验台上操作 。实际操作中可采用“边缘刮取”或“缓冲液浸泡 + 振荡”法对指甲进行处理。采样过程中应尽量避免指甲剪等破坏性操作，并分别封存每根指甲，以便后续独立比对分析。

二、指甲缝隙DNA 的提取与分析技术

（一）提取技术的发展

传统的酚 / 氯仿法因操作步骤繁琐、有机试剂毒性高，已逐渐被磁珠法等新技术取代。目前常用的 Qiagen QIAamp DNA Mini Kit 及PrepFiler Forensic DNA Extraction Kit 等商用提取试剂盒，可在微量样本中提高回收率，平均提取得率在 5～20ng/μL 之间。此外，FTA 卡固定样本后储存稳定，在样本运输及保存中被广泛采用。指甲缝隙样本中存在大量角蛋白、污染物，为提高纯化效率，可加入 DTT 裂解液与蛋白酶K 协同作用，常规裂解时间控制在 56% 水浴 2-4 小时。

（二）质量控制与检材评估

提取后 DNA 浓度常通过 NanoDrop 或 Qubit 荧光定量仪测定，OD260/280 比值应控制在 1.6\~2.0 之间。对于浓度极低样本，可使用实时荧光定量 PCR（qPCR）进行精确定量及降解评估。降解严重样本在琼脂糖凝胶电泳中呈弥散片段，应适当缩短 STR 扩增片段以提高扩增成功率。此外，为防止假阴性或 PCR 抑制反应，可设置阴阳性对照，并在后续扩增中使用增强型Taq 酶体系[3]。

（三）DNA 扩增与个体识别标记

目前常用的个体识别方法为 STR 分析，国内司法鉴定体系主要采用 CODIS 13\~20 核心位点，如 D3S1358、TH01、FGA、D21S11 等。对于指甲缝隙微量样本，推荐使用 AmpFlSTR Identifiler Plus 或 GlobalFiler试剂盒，其扩增灵敏度可低至 125pg 模板DNA，适用于混合或降解检材。此外，为提高分辨力，可辅以 SNP 分析（如 Identitas v1 Forensic Chip）进行辅助确认，线粒体 DNA（mtDNA）则适用于母系亲缘分析或高度降解样本。

（四）案例分析：刑事案件中的指甲缝隙DNA 应用

以某地一例强奸致伤案件为例，受害人手部指甲缝中提取到可疑皮屑，使用磁珠法提取 DNA 后，经 Identifiler Plus 系统扩增获得17 个位点 STR 谱图，其中 13 个位点与嫌疑人完全匹配。通过混合样 本 比 值 计 算（mixture ratio）， 结 合 概 率 比 值 分 析（likelihood ratio,LR=1.2×10⁷ ），形成有力证据链。最终该 DNA 证据成为法院定罪的重要依据，充分体现指甲缝隙DNA 的实践应用价值。

三、指甲缝隙DNA 在个体识别中的优势与局限

（一）优势分析

指甲缝隙 DNA 作为一种非侵入性检材，在受害人反抗或突发性肢体冲突中易于获得，具备隐蔽性强、样本保存时间长、取样相对便捷等优势。与血液、精斑等传统生物检材相比，其不易被嫌疑人清除或篡改，适合在案发现场或案发后较长时间内作为补充证据。同时，指甲 DNA与衣物纤维、武器擦痕结合使用，有助于还原案情发生过程，提升整体侦破效率。

（二）局限性与技术瓶颈

指甲缝隙样本中的 DNA 总量极低，常在 100500pg 之间，远低于常规分析需求（ 15ng ）。PCR 过程中因模板不均、污染易致扩增偏倚、混合错配等问题，影响 STR 谱图判读。实际案件中，由于指甲中常同时存在个人与对方 DNA，导致 STR 混合图谱难以解码，需借助统计模型（如TrueAllele 或STRmix）辅助分析。此外，目前缺乏统一的采样、储存、分析技术规范，不利于跨机构证据比对与标准化司法使用。

（三）未来发展方向

为克服微量 DNA 样本分析难题，可引入第三代测序技术（如纳米孔测序 Oxford Nanopore、单分子实时测序 SMRT），提升对降解样本的读长与分辨力。同时，建议建立全国性“指甲 DNA 数据库”，结合大数据比对与 AI 辅助判图，提高命中率。司法系统层面应推动制定《微量 DNA 检材操作规程》，涵盖采样、封存、运输与扩增标准，以提升指甲缝隙DNA 证据的法庭采信力和实用性。

总结：指甲缝隙 DNA 作为一种微量、隐蔽而稳定的检材，在个体识别与司法鉴定中展现出独特优势。通过规范化采集、精确提取与高灵敏度扩增，可有效提升检出率与判别力。尽管当前仍存在混合污染、标准不统一等技术挑战，但随着分子生物学和法医技术的发展，其在实务中的应用前景将愈加广阔。

参考文献

[1] 朱清荣 . 碱性裂解法提取指甲游离缘 DNA 的条件优化研究 [J].海峡科学 ,2023,(10):121- 125.

[2] 徐强 . 人类指甲游离缘 DNA 的提取方法与影响因素的研究 [D].延边大学 ,2019.

[3] 薛鑫鑫 , 刘士波 , 刘飞 , 等 . 人甲床来源的脱细胞支架搭载骨髓间充质干细胞向指甲干细胞分化的研究 [J]. 临床和实验医学杂志 ,2024,23(06):604- 607.