在世界貿易中心慘案中毛細管電泳和現代法醫學的應用

2001年9月11日紐約市世界貿易中心遭受的攻擊使當局面臨極大的挑戰：清除數千噸瓦礫，同時對殘存物進行詳查以準確無誤地鑒定死者的身份。毛細管電泳在這個過程中扮演重要角色，它向死者親友提供肯定的鑒定。所收集的DNA樣本具有降解性，進行常規核DNA分析的同時，要求利用CE進行mtDNA分析。CE提供經濟、高效的法醫分析，建立在CE基礎上的具有可靠證據的司法程序如今已被正式接受。

The attack on the World Trade Center in New York City on September 11,2001, presented the authorities with a massive challenge involving the removal of thousands of tons of debris, and at the same time, sifting the rubble so that positive identification of the victims could be made. Capillary electrophoresis played an important role in this process by providing evidence for those investigating the attack and by providing positive identification of the victims for their families and friends.The degraded nature of the DNA specimens recovered required analysis by CE for mtDNA in addition to traditional nuclear DNA analysis. CE provided both economical and efficient forensic analyses, and the judicial process with expert witness based on CE is now firmly accepted.

      作為公民和科學家的共同社區，人們無不為最近在世貿中心和五角大樓發生階滲案所震驚，成千上萬個家庭受到了傷害。發生在2001年9月11日的事件，將作為使美國轉折的一個慘案而載入近代史冊。世貿令L、兩座大樓倒塌時的破壞力極其巨大，使那么多的尸體碳化并成為粉末，用肉眼來辨認這些死者已經不可能，世貿中心慘案中的受害者需要通過DNA分析進行鑒別。

1 在Fresh Kills Landfill上的處置

　　現在，法醫科學家有責任為這個據稱有5000多人被埋在大規模破壞所產生的1．2百萬噸瓦礫中的那些死者確定DNA，辨別身份。斯塔滕島(Staten lsland)是紐約市五個區之一，它長17哩，最大寬度為5哩，橫跨海灣離曼哈頓5哩。Fresh Kills Landfm于今年年初已正式關閉，它占地135英畝，高180?，位于斯塔滕島中心。用它來存放由卡車、駁船從倒塌現場運來的所有東西。在Landfill名字前的“Kill”這個詞，源自荷蘭語江、河的意思，它反映了斯塔滕島早期移民的荷蘭傳統。

　　至今，已有30萬噸瓦礫，估計為災難總量的1／4，通過卡車、駁船已經運到。在最初篩選過程中，有近300多檢查人員，在給定時間內進行12小時制倒班。到編寫本論文時，已經找到1800個尸體碎片和1700份私人物品，如珠寶碎塊、碳化的信用卡等。在清理現場新建有傳送帶、精選機器和抓鉤器等以分離成噸鋼鐵中的易碎物品和有限的有機物。在現場有特派員Rlchard Malx、紐約市警察局代理巡視員James Luongo以及美國陸軍工程兵團、紐約市衛生局、美國紅十字會等方面人員。除此以外，為保證營地生活的需要，還采取了統一的措施，并為即將來臨的寒冬擴建了兩個12000平方DR的掩體。在現場還指定了堆放世貿中心兩座大樓等殘骸的場所。原先燒焦的救火車、警車都堆放在周邊地區，為避免人們因目睹殘骸而使來往車輛減速造成的交通阻塞，很快調整了堆放場所。現在從斯塔滕島西海岸高速公路上已看不見這些堆放物。

2 處置：從宏觀到微觀的檢查

　　經過宏觀的辨別檢查，在法醫現場開始分類篩選。它要求市、州和聯邦機構共同合作，建立標準方案和樣本的監管。Fresh Kills Landfill這個地方類似于月球表面，它貧脊、荒涼，到處都是碎石，暗淡的大地和鮮艷的星條旗形成鮮明的對比。在現場的邊緣，工人們正在提升起重機150?的桅桿。當殘骸送達時，先除去大塊的混凝土和鋼鐵，并置于一邊，集中后用傳送帶將其送走，而留下的傳送帶沒有帶走的東西，由15對面對面的研究人員進行仔細分級檢查。如果沒有找到任何所需要的東西，則由衛生工作者清理現場。整個處置過程重復進行。

　　據指派在Fresh Kills現場的紐約市警官Bruce Bonvino稱，每個研究者都要遵循已經確定的標準程序，哪些是人體中器官、肌膚組織、骨頭、牙齒等等，然后報知當班主管，將其送至犯罪現場流動檢驗室(拖車拖的)以確認是否為人體的殘存物，若是，則須拍照、標記、記錄，并于低溫下保存，然后由警察護送到位于曼哈頓下部的紐約市太平間存放。尸檢辦公室(或稱驗尸房)頒發一張表格，要求受害人家屬詳細填寫受害人最初以及以后不同時間相匹配的DNA資料。對于這樣一個大的災難，一個個體的DNA會出現上百個樣本。家屬一旦申報，紐約市就會對那個個體的樣本舉行恭敬的、受人尊重的葬禮。

3毛細管電泳的作用

　　毛細管電泳(CE)為法醫科學家提供信息，而法醫科學家分析證物對刑事司法系統給出可靠的證據^[l，2]。CE可用于高分辨分離。它快速，樣品用量少，高效，成本低。

4法醫科學家的任務

　　為了分析世貿個L、災難中的樣品，法醫科學家要經常分析不均勻的混合物，確認各個不同的組成。他們在僅有的很少量的樣品中不僅要給出很精確的分析結果，還要保留適當的樣品量做進一步的分析。McCord和Northrop證實了CE的多樣性，它在分析法醫學樣品方面有廣闊的應用范圍，如槍擊殘留物、爆炸殘留物、藥物以及DNA測定^[3]。CE的優點是高分辨率、低成本、好的重復性、小的誤差，已成為分析應用中可靠、靈活的工具^[4，5]。CE耐用、樣品用量少以及信息量大的特點正面臨人類基因組項目^[6]中樣品檢測的挑戰。

5核DNA和線粒體DNA分析

　　法醫學上的DNA測定可用于刑事案例中，以確定不同個體(人)和犯罪現場有無關連^[7]。現在已經有測定DNA樣品的專用的CE商品儀器。CE特別適用于法醫學經常遇到的樣品隨時間降解且含量極少的情況。它已被用于骨頭、血液、精液、唾液以及頭發中DNA的測定。CE的分析時間和傳統的板狀凝膠電泳相比顯著縮短^[8]。由于CE能測定用聚合酶鏈反應(PCR)從核外提取的納克級線粒體DNA(mtDNA)，這就使它有可能用于研究從犯罪現場所得到的多種生物物質的遺傳類型。Bruce McCord博士，在FBI學院Quantico，VA)主講法醫學，現任俄亥俄大學(Athens，OH)生物化學副教授，主講法醫學，他說：在現場遺跡中發現的應和受害人近親或其個人財物中檢測到的進行對比。

　　DNA是在紐約州警察實驗室(Albany，NY)提取，并需同時提交有關親屬們從口中提取的化驗樣本。所有和這個項目的工作有關的實驗組都能從FBI收到相應的軟件。現有兩類DNA樣本。因為DNA降解的本質，而使選用mtDAN測定的可能性增大。在核DNA測定中，一個標準的技術稱近銜接重復(Short Tandem Repeats，STR)法，它測定4個組成DNA的核苷酸的序列。STR的核心技術集中在FBI的國家數據庫中23對染色體的13個特定位點，這13個位點處于基因組的非功能區。在DNA范圍內，每個位點不斷重現，而其重現的數目則因人而異。所有13個位點的重現數目和一個無關個體相匹配的幾率小于l／10 ¹²。法醫科學家還利用肌膚組織分解時從細胞核分離的mtDNA進行測量，細胞核都有各自的DNA，如同細胞中的一些小細胞器一樣。mtDNA是由母系親屬遺傳的，所以mtDNA樣本還要和從其母系親屬或受害人個人財物中^[1，9?12]取得的樣本進行對比。

　　FBI＇s DNA H實驗室特別代理人發展和使用的方法己被用于犯罪現場樣本的取證^[8]。FBI啟動mtDNA法醫學應用研究項目始于1991年，并在1992?1993年發展為改進的法醫方法，確認的方法于1995年頒布，并作為DNA技術工作組分析方法(TWGDAM)守則。在這個研究組工作的有Dizinno、Polanskey和Reploge，Budowle則是該組的行政領導^[10，13]。這個分析方法中包括用有機溶劑萃取DNA，以及用過濾法進行純化。濾出液為聚合酶鏈反應提供mtDN A模板(template)。兩個mtDNA控制區的超變數(hypervariable)切片，被擴大為4個獨立的反應，再通過一個純化步驟，去除未作用的聚合酶鏈反應底物。而擴大的反應產物則由CE定量，并用于循環排序 ^[9]。所用mtDNA樣本將和失蹤的個體所得樣本進行對比^[14，15]。

　　確認世貿中心和五角大樓攻擊中死難者的倡議一經提出就立即得到執行。據每天都在變化的報道，估計約5000人下落不明，其中僅有極少數的尸體是完整的。取證有雙重目的，一是為調查攻擊者提供證據，另一則是為那些在懸念和悲痛中的家庭、朋友確定受害者的身分。傳統的建立在指紋、牙齒以及面部和身體可見部分的法醫鑒定方法，在當前情況下幾乎沒有價值。

　　至今，紐約市尸檢辦公室已經從不同家庭中匯編了2600個樣品的目錄。目前失蹤者的人數是4339，其中478個受害人的尸體已經找到，425個被確認*(*根據11月29日紐約市尸檢辦公室的數據，失蹤人數為3613人，460具尸體得到確認。)。紐約市尸檢辦公室已調整為24小時工作。紐約市長朱莉安尼(Giuliani在攻擊六星期后的一次采訪中指出，上百具遺體已經從Fresh K此Landfill轉移到尸檢辦公室。為了說明mtDNA確實可用于失蹤受害人法醫學上的DNA，利用脫落的頭發與數據庫對比的實例將會得到解釋。

　　從第一天起，負責救援和查找的工作人員就為快速發現標本做出很大努力，他們在極危險的條件下(包括搬動扭曲的鋼鐵殘骸，腳踏閃爍的火花等)進行工作。當時間從小時、天變為星期以后，人們發現他們正和那些加速分解和降解DNA的微生物元素、酶、昆蟲以及其他有害的環境因素作斗爭。當人們問及人類基因組序列公布以后，它到底有多長的有效期限時，誰都難以準確地加以說明。這樣一個研究計劃(指人類基因組項目)也涉及使用相同的CE儀器分析方法，如本工作中的DNA分析。公、私兩方面的合作將促使本項目取得成功，幫助政府完成本項目工作的有兩家私人公司，即Myriad Diagnostics Laboratories (Salt Lake City，UT)和Celera Genomics(Rockville，MD)，他們進行樣品分析，肌膚組織的樣品量每天超過4000個。

6 另一個用CE的法醫分析項目：有機爆炸彈及其殘留物

　　通常在恐怖襲擊后，要求法醫科學家確定有機的爆炸殘留物，同樣也要求確定槍擊的殘留物，確定它的異構體的成分，如氨基二硝基甲苯、二硝基甲苯和硝基苯等。世貿中心L、爆炸是來源于兩架被劫持的滿載燃油的客機對大樓的撞擊，這個客機已經成為定向的導彈。它和1995年在俄克拉荷馬(Oklahoma)城的恐怖襲擊不同，當時法醫科學家也同樣負有測定爆炸源本質的責任。

　　簡要綜述槍擊殘留物的分析，傳統方法是對痕量鉛、鋇和銻等的分析為基礎，采用原子吸收光譜法(AAS)或掃描電子顯微鏡法(SEM)。槍擊中的火藥通常有硝化纖維、硝酸甘油、二硝基甲苯、二苯胺、乙基或甲基中定劑以及鄰苯二甲酸酪類增塑劑。彈藥制造商考慮環境方面對使用鉛和其他重金屬的要求，現在生產無鉛的雷管和火藥。CE在測定槍擊中無煙火藥的有機殘留物成分分析中有突出的成績。開火距離研究表明，收集槍擊殘留物用膠帶粘合劑也可用CE分析^[7]，在管狀炸彈碎片中也發現槍擊的有機殘留物。黑色炸藥(硝酸鉀、琉和碳黑混合物)、閃光彈藥和硝酸銨等通常都被用來生產這類爆炸裝置。早在采用CE分析方法前，離子色譜是被選中的分析方法，但CE和它相LL，CE有最小的峰干擾和更廣的可分析離子范圍。

7 結語

　　在世貿中心恐怖襲擊中，法醫科學有雙重的作用，其一是為調查攻擊者提供證據，其二則是為在世貿中心慘案中失蹤者的家庭確定受害人的身份。找到的DNA樣本降解的本質，要求CE在分析傳統的核DNA基礎上，附加mtDNA分析。CE用于法醫科學的特點是既經濟又有效。在司法程序中，建立在CE分析基礎上的證據己被接受。把世貿中心的災難同時也考慮為犯罪現場是有意義的。

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