天網(wǎng)——與命案追訴期賽跑的DNA偵破技術(shù)
浙江殺妻案告破,盡管網(wǎng)絡(luò)上沸沸揚(yáng)揚(yáng)的“化糞池”與“絞肉機(jī)”的調(diào)侃,案件的細(xì)節(jié)卻仍幾乎不為人知,唯一清晰的一點(diǎn)只是,這次案件的破獲中,DNA技術(shù)起到了重要作用。而在我們這篇文中,將要介紹的是DNA技術(shù)在更多的陳年大案的調(diào)查偵破中所起到的重要作用。
撰文 | 傅毓?jié)?br style="box-sizing: border-box;"/>責(zé)編 | 李珊珊
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(xué)研究者們眼里,一些類(lèi)似案件錯(cuò)綜交匯的時(shí)間線(xiàn)。
1986年5月4日
美國(guó)加州南部爾灣市一名18歲少女被強(qiáng)奸后殺害。身背12條人命和幾十起強(qiáng)奸、搶劫的兇手做下最后一案,自此銷(xiāo)聲匿跡。加州作為過(guò)去淘金者的天堂也稱(chēng)金州,美國(guó)女作家米歇爾·麥克納馬拉(Michelle McNamara)便在報(bào)道中給兇手貼上金州殺手的標(biāo)簽。
1986年9月15日
韓國(guó)華城農(nóng)村一71歲老婦在回家途中被勒死。誰(shuí)也未曾想到,這只是5年內(nèi)9名女性被害的序幕。警方反復(fù)調(diào)查仍束手無(wú)策。
1987年4月
美國(guó)西雅圖市警方因證據(jù)不足,釋放了一名涉嫌多起兇殺案的油漆工人。該市郊區(qū)的綠河附近,數(shù)年來(lái)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了至少37具妓女或流浪女的尸體。
1988年5月26日
中國(guó)甘肅白銀市一23歲女性在家中被性侵并殺害。如果沒(méi)有之后14年間9起駭人聽(tīng)聞的連環(huán)殺人案,沒(méi)有人會(huì)把這座偏遠(yuǎn)的西北工業(yè)城市與金州、華城和綠河里的瘋狂聯(lián)系起來(lái)。
1988年11月20日
輪回到美國(guó)南加州,洛杉磯市格拉梅西公園社區(qū)的一名妓女被槍擊中頭部,后僥幸生存。已犯下至少8起類(lèi)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(hào)。
這些冰冷的日期和數(shù)字,浸透無(wú)數(shù)被害者親友的徹骨悲痛,多少警察和刑偵專(zhuān)家為之輾轉(zhuǎn)反側(cè),扼腕嘆息。如果人們知道,以上每個(gè)兇手都在多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)留下了毛發(fā)、皮屑、體液等物證,恐怕更會(huì)大惑不解––為何這些生物檢材未能及時(shí)發(fā)揮作用,以致罪犯屢次作惡卻長(zhǎng)期逍遙法外?

反映上述連環(huán)殺人案的影視書(shū)籍和網(wǎng)絡(luò)消息。
上:從左至右,以華城案為原形的2003年韓國(guó)電影《殺人回憶》;2005年美國(guó)電影《綠河殺手》;2014年美國(guó)電視紀(jì)錄片《沉睡惡魔往事》;2018年長(zhǎng)期追蹤金州殺手的美國(guó)作家麥克納馬拉遺著《我將在黑暗中消失》(圖片來(lái)源:影視海報(bào)或書(shū)籍封面)。
下:2013年起中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)天涯論壇上白銀連環(huán)殺人案的討論。
“證據(jù)”到“偵破手段”之旅
對(duì)生物檢材的鑒定依賴(lài)從中分離的遺傳物質(zhì)--脫氧核糖核酸(Deoxyribonucleic Acid,簡(jiǎn)稱(chēng)DNA)。上世紀(jì)50年代,美國(guó)分子生物學(xué)家詹姆斯·沃森(James D. Watson)和英國(guó)生物物理學(xué)家弗朗西斯·克里克(Francis H.C. Crick)合作發(fā)現(xiàn)的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu),如今大概連中學(xué)生都耳熟能詳。DNA分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)由稱(chēng)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(gè)典型人體細(xì)胞中的DNA可展開(kāi)為長(zhǎng)達(dá)2米的微細(xì)雙螺旋鏈,含有120多億個(gè)核苷酸,好比 120多億個(gè)A、C、T、G組成天書(shū)般的線(xiàn)性序列。最前沿的研究已經(jīng)揭示,如同指紋一樣,世界上每個(gè)人都有獨(dú)一無(wú)二的DNA序列,甚至在同卵孿生子之間也存在自身變異導(dǎo)致的細(xì)微差別。

左:沃森和克里克討論DNA模型(圖源:A. Barrington Brown)。
中:北京中關(guān)村大街上的雙螺旋雕塑(圖源:科技快訊kjkxun.com)。
右:代表兩個(gè)不同DNA樣本的條帶圖譜(圖源:維基百科)。
在法醫(yī)學(xué)上,對(duì)檢材樣本中的DNA進(jìn)行全序列測(cè)定過(guò)于昂貴且繁瑣,實(shí)際應(yīng)用中最先發(fā)展起來(lái)的是限制性酶切片段長(zhǎng)度多樣性技術(shù)(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(chǎn)物因片段長(zhǎng)度和電荷各異,能在電場(chǎng)中以不同移動(dòng)速度分離(又稱(chēng)電泳),經(jīng)顯色后形成的各種條帶圖譜可以區(qū)分樣品來(lái)源。
以RFLP為代表的多種DNA技術(shù)在八十年代已經(jīng)成熟,但由于對(duì)樣品數(shù)量和質(zhì)量要求較高,在前述案件里經(jīng)常陷入“無(wú)法回答”(DNA = Does Not Answer)的尷尬境地。比如在綠河案的現(xiàn)場(chǎng),技術(shù)人員實(shí)際只提取到很少量的原始DNA樣品,在當(dāng)時(shí)條件下難以實(shí)現(xiàn)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(jié)果必須與已知數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比對(duì)。DNA畢竟不是魔法,不可能憑空爆出罪犯的身份來(lái)。如果罪犯的DNA記錄不在數(shù)據(jù)庫(kù)中,警方只能在懷疑人群里搜集新樣本進(jìn)行反向搜索,相比指紋等傳統(tǒng)手段更加費(fèi)時(shí)費(fèi)力。華城警方在韓國(guó)法律追訴期內(nèi)陸續(xù)進(jìn)行了570次DNA鑒定,40多萬(wàn)枚指紋匹配和百萬(wàn)人次的軍警搜查。條件相對(duì)落后的白銀也采集了大量成年男性的血樣,結(jié)果同樣一無(wú)所獲。而在極度重視隱私和個(gè)人權(quán)利的美國(guó),這種大海撈針的手段甚至根本提不上臺(tái)面。
面對(duì)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(dòng)著生物和信息科學(xué)的不斷進(jìn)步,為解決這些陳年舊案帶來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)。
1993年,美國(guó)生物化學(xué)家凱瑞·穆利斯(Kary B. Mullis)因發(fā)明多聚酶連鎖反應(yīng)(Polymerase Chain Reaction,PCR)獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這種類(lèi)似“太極生兩儀,兩儀生四象,四象生八卦”般的PCR快速擴(kuò)增技術(shù),使得DNA檢測(cè)靈敏度的難題迎刃而解。

左:美國(guó)生物化學(xué)家凱瑞·穆利斯。
右:PCR技術(shù)示意圖(圖源:維基百科)。
DNA分析由此迎來(lái)了劃時(shí)代的發(fā)展,尤其是測(cè)量短串重復(fù)(Short Tandem Repeat,STR)片段長(zhǎng)度技術(shù)的出現(xiàn)。如果把人類(lèi)DNA序列比作記載眾神口述的天書(shū),有些神仙顯然是口吃得不輕。短串重復(fù)就是象ACACAC……AC或者GATAGATAGATA……GATA這樣幾十至上百核苷酸的位點(diǎn)。除去同卵孿生之外,任意兩人的多個(gè)STR位點(diǎn)長(zhǎng)度全相同的幾率極小,且相似程度取決于兩人的親緣關(guān)系。PCR和STR技術(shù)的結(jié)合使極微量DNA樣品的快速鑒定成為可能。

上:美國(guó)聯(lián)邦調(diào)查局推薦使用的STR位點(diǎn)(Combined DNA Index System,CODIS)。
下:一個(gè)典型的STR分析圖譜(圖片來(lái)源:維基百科)。
2001年,西雅圖警方重啟綠河系列女尸案的調(diào)查,那名被懷疑的油漆工當(dāng)年的一份唾液樣本被翻了出來(lái)。經(jīng)過(guò)最新的PCR擴(kuò)增處理和STR分析,警方赫然發(fā)現(xiàn)該樣本與多個(gè)從犯罪現(xiàn)場(chǎng)提取的體液完全匹配。曾經(jīng)通過(guò)了兩次測(cè)謊的綠河殺手,終于在11月30日栽進(jìn)了DNA織成的羅網(wǎng)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(guò)韓國(guó)法律規(guī)定的15年追訴期。現(xiàn)在看來(lái),韓國(guó)警方當(dāng)時(shí)并沒(méi)有很快從美國(guó)同行那里領(lǐng)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(lái)了最后一名受害者。同年3月19日,不知是被綠河殺手落網(wǎng)還是白銀的最新一案“喚醒”,洛杉磯的沉睡惡魔再開(kāi)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(xù),所幸科技的發(fā)展也沒(méi)有停下腳步。早在1977年,英國(guó)生化學(xué)家弗雷德里克·桑格就發(fā)明了DNA序列測(cè)定(簡(jiǎn)稱(chēng)測(cè)序)技術(shù)。隨二十世紀(jì)末人類(lèi)基因組計(jì)劃的展開(kāi),DNA分析從純物理電泳測(cè)量長(zhǎng)度全面過(guò)渡到化學(xué)過(guò)程結(jié)合毛細(xì)管電泳測(cè)序的時(shí)代?;贒NA雙鏈結(jié)合特性和熒光照相的微陣列(Microarray)技術(shù)與基因芯片也如火如荼地發(fā)展起來(lái)。單核苷酸多樣性(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)等概念開(kāi)始進(jìn)入刑偵專(zhuān)家的視野。如果把粗獷的RFLP看作比較兩部DNA天書(shū)里各篇文章的頁(yè)數(shù),STR就是特定“口吃”段落的長(zhǎng)短,SNP則相當(dāng)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(niǎo)槍換炮了。

毛細(xì)管電泳測(cè)序的典型圖譜和儀器(圖源:賽默飛公司網(wǎng)頁(yè))。
既然DNA是遺傳物質(zhì),如果比對(duì)序列信息足夠準(zhǔn)確充分,即使沒(méi)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(guān)系。特別是男性特有的Y染色體所含DNA的序列,與父系社會(huì)的家族姓氏有重要關(guān)聯(lián)。同一家族中的近親之間,可通過(guò)快速突變的SNP位點(diǎn)進(jìn)一步加以識(shí)別。
打個(gè)比方,世界上沒(méi)有兩片相同的樹(shù)葉(兩個(gè)人的全DNA序列),硬要從森林里找到某片特定的樹(shù)葉當(dāng)然希望渺茫,但如果能夠確定是哪一棵樹(shù)(家族樹(shù)),成功的可能就現(xiàn)實(shí)多了。運(yùn)氣好的話(huà),DNA家譜分析的深度甚至可追蹤到具體樹(shù)枝或推導(dǎo)分杈的形狀。

基于Y染色體的樹(shù)狀家族性分析示意。
2004年,加州全民公決通過(guò)69號(hào)提案(Proposition 69),開(kāi)始對(duì)重案罪犯和特定嫌疑人強(qiáng)制進(jìn)行DNA采集。六年以后,警方發(fā)現(xiàn)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(xiàn)場(chǎng)樣品匹配,可他只有31歲,不可能是當(dāng)年的罪魁禍?zhǔn)?。警方的懷疑自然轉(zhuǎn)移到了他父親身上。此人曾入獄十多次,卻僥幸從未進(jìn)入過(guò)DNA采集的范圍。一名便衣警員裝作飯店服務(wù)員,搜集到他用過(guò)的餐具和吃剩的比薩餅,并提取到足夠的DNA。比對(duì)結(jié)果最終確認(rèn),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(jiān)強(qiáng)地挺過(guò)22年的惡夢(mèng),終于等到2010年7月7日真兇落網(wǎng)這一天。
或許是受此啟發(fā),在中國(guó)知名網(wǎng)絡(luò)論壇天涯,一位長(zhǎng)期關(guān)注白銀案件的有心人在2011年7月發(fā)出一則極富預(yù)見(jiàn)性的帖子。也正是這一年,白銀市公安局DNA實(shí)驗(yàn)室正式掛牌,并開(kāi)始探索Y染色體分析技術(shù)。

天涯部落中關(guān)于白銀案的一則回帖。
然而白銀和金州、華城一樣,豐滿(mǎn)的理想和骨感的現(xiàn)實(shí)之間依然長(zhǎng)路漫漫。對(duì)于當(dāng)時(shí)的檢驗(yàn)成本而言,網(wǎng)帖中的思路還是過(guò)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(fù)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(yuǎn)的中國(guó),一名行賄罪嫌疑人的Y染色體DNA被發(fā)現(xiàn)與白銀案樣本的全部27個(gè)位點(diǎn)吻合。專(zhuān)案組連夜搜集檢測(cè)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(hù)籍信息高度透明的時(shí)代,剩下的排查已經(jīng)沒(méi)什么懸念。僅僅兩天過(guò)后,2016年8月26日,白銀兇犯落入法網(wǎng),28年的追捕劃上了句號(hào)。
這個(gè)時(shí)候,新一代測(cè)序技術(shù)(Next-Generation Sequencing, NGS)早已登堂入室。隨著測(cè)序成本不斷下降和計(jì)算機(jī)軟硬件的飛速更新,不但DNA數(shù)據(jù)庫(kù)的規(guī)模呈爆炸式增長(zhǎng),搜索算法也迎來(lái)了革命性的進(jìn)步。法醫(yī)界的目光從人類(lèi)Y染色體擴(kuò)展到全部染色體DNA序列,即全基因組測(cè)序。大規(guī)模DNA家譜分析由此水到渠成。以前“部分符合”的尷尬結(jié)論,如今則意味著柳暗花明的機(jī)會(huì)。

一種新一代測(cè)序的圖譜和儀器(圖源:賽默飛公司網(wǎng)頁(yè))。
白銀案告破的四個(gè)月前,首創(chuàng)金州殺手一稱(chēng)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(guó)社會(huì)引起了巨大的反響,也讓警方心有戚戚。主持調(diào)查的警官保羅·霍爾斯( Paul Holes)發(fā)現(xiàn)了一份加州文圖拉縣法醫(yī)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(xué)家芭芭拉·雷-文特(Barbara Rae-Venter)合作重啟調(diào)查。
這一次,他們選擇搜索的是GEDmatch.com網(wǎng)站龐大的公開(kāi)數(shù)據(jù)庫(kù)。該站匯集了將近100萬(wàn)人提交的各種DNA數(shù)據(jù)以進(jìn)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(guò)進(jìn)一步志愿測(cè)試,竟然找到了兇手的一名遠(yuǎn)房表姐妹,顯然這是單靠以往的父系Y染色體分析無(wú)法達(dá)成的。兇手家族譜系大致確立之后,羅網(wǎng)已然張開(kāi),再結(jié)合年齡、血型、藍(lán)眼珠等信息,嫌疑人身份被迅速鎖定。警方在監(jiān)視其居住地的生活垃圾中和車(chē)門(mén)把手上都發(fā)現(xiàn)了與金州殺手完全匹配的DNA,遂于2018年4月24日?qǐng)?zhí)行逮捕。試圖消失在黑暗中的兇手已經(jīng)73歲,最終現(xiàn)身在陽(yáng)光下。
深度DNA家譜分析由此在法醫(yī)學(xué)上一發(fā)不可收拾。僅在美國(guó),金州殺手被捕后一年之內(nèi),雷-文特等人就如法炮制陸續(xù)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(jīng)因病死去,留下的五味雜陳不言而喻。
更加遺憾的是此時(shí)的華城,全部案件的追訴期已經(jīng)過(guò)去十多年。
在本文寫(xiě)作前一個(gè)月,2019年9月19日,韓國(guó)警方發(fā)布消息稱(chēng),DNA證據(jù)確認(rèn)了華城連環(huán)殺人案的兇手,已在1994因另一宗強(qiáng)奸殺人案被判處無(wú)期徒刑。隨調(diào)查進(jìn)展一點(diǎn)點(diǎn)公之于眾,專(zhuān)業(yè)人士了解到該案?jìng)善频募夹g(shù)細(xì)節(jié),其實(shí)與18年前破獲綠河案的手段無(wú)甚區(qū)別。之所以懸宕許久,與其追究客觀原因,不如直截了當(dāng)?shù)爻姓J(rèn),思想的局限和麻木,常比技術(shù)上的落后更讓人絕望。但DNA技術(shù)至少保障了高壓之下的韓國(guó)警方?jīng)]有造出冤假錯(cuò)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(wàn)幸。
正義也許會(huì)遲到,但終究不會(huì)缺席??v觀幾起變態(tài)連環(huán)案件的破獲時(shí)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(yuǎn)親的白銀案,最后從母系遠(yuǎn)親鎖定金州殺手。步步遞增的難度猶如DNA技術(shù)的腳印,在日新月異的發(fā)展中實(shí)現(xiàn)對(duì)“拒絕作惡”(DNA = Do No Atrocity)的嶄新詮釋。

再見(jiàn),這些不配提及姓名的人渣們(圖源:維基百科)。
天羅地網(wǎng)誰(shuí)織就,此恨綿綿有絕期。愿生者堅(jiān)強(qiáng),逝者安息。
2019年10月28日
(利益聲明:圖5,圖8系作者供職公司的產(chǎn)品。)
制版編輯 | 栗子