DNA 鑑定—伸張正義的科學技術？
“Science Serving Justice”（科學為正義服務），是美國國家司法科學技術中心（National Forensic Science Technology Center, NFSTC）的格言。今日，警方的辦案大量仰賴著科學與技術的輔助，舉如槍擊案事件的彈道分析、車禍現場的煞車痕計算、聲紋、指紋、DNA 鑑定與測謊，乃至著名的影集 CSI 犯罪現場。無疑地，這些科技的發展，讓警方辦案多了更可靠與更細緻的證據。但是若詳加關注過去的幾例冤獄，現今司法制度或思維對科學鑑定的依賴，恐怕並沒有考量到科學是一個不斷修正的進程。日新月異的技術雖然讓我們越發接近真相，並不見得能保證我們已經了解真相。
2000 年 7 月，台北市發生殺人命案，呂介閔被控殺害女友，在被害者身上發現清晰的齒痕，上有殘留口水。由於測謊未過，當時 DNA 鑑定技術尚不成熟無法分析口水 DNA，而法務部法醫研究所、台大醫學院與刑事警察局的鑑定報告與說明判定此齒痕有 99.99% 的可能為呂介閔所為，在歷經 2004 年士林地院、2005 年高等法院無罪判決後；2007-2009 年更審改判有罪，最終在 2010 年判決殺人罪需服刑 13 年定讞。
2014 年 11 月，獄中的呂介閔寫信給時為檢察總長的顏大和請求再驗唾液 DNA。負責偵辦的檢察官陳宏達檢視卷證後發現過去證據力均不夠強力，認為應重新比對唾液 DNA。經刑事警察局採用較新的「Y 染色體 DNA-STR 型別」鑑定技術比對後，發現被害者身上齒痕唾液的 DNA 與呂介閔 DNA 完全不符。2015 年 5 月 8 日，法院裁定本案重審，同日呂介閔釋放出監。
回顧這個案件與科學有關的證據，造成誤判的其一關鍵原因是當時認為 99.99% 可能的咬痕鑑定。而挽回清白的，是晚了十餘年才更新的 DNA 鑑定技術。這個在鄉土劇中屢屢出現的當代版滴血認親，到底是怎麼從齒痕上的一抹口水，取出 DNA 來鑑定比對？「讓我們繼續看下去……」
當代版滴血認親—DNA鑑定
為什麼要用DNA鑑定？
古裝劇中為了找到孩子的爹，常有滴血認親的橋段；1920 年代，科學家們發現血型來自於父母的遺傳，但以血型作為親子鑑定也僅有 30% 的正確性；1960 年代，科學家利用人類白血球抗原（HLA），使鑑定正確度提高到 80%；1970 年代後，DNA 鑑定技術問世，隨著聚合酶連鎖反應（PCR）等技術的發展，使DNA用在親子鑑定可達到 99.99% 的正確性[1]。
DNA 就如同我們手上的指紋，是藏在細胞核裡獨一無二的身分證字號，只要能解析出一個細胞裡的 DNA 序列，我們就能夠比對出到底這一個細胞是來自於誰。然而，人類的 DNA 約有 30 億個鹼基，若是每個案件都逐字逐鹼基的檢查，會使案件偵辦時程大為延長，因此，美國聯邦調查局（Federal Bureau of Investigation, FBI）在 1997 年推出了屬於人類 DNA 的指紋辨識技術——體染色體短相連重複序列辨識技術（Autosomal- Short Tandem Repeat, 體染色體-STR）[3, 4]。
因為 DNA 序列中，會出現有高重覆性的連續短序列（Short Tandem Repeat, STR）。以下圖為例，在兇手血跡裡，某染色體的已知區域裡，該處的 STR 有五次重覆。比對嫌疑犯甲、乙和丙在相同區域裡的 STR 重覆情況，可以發現嫌犯甲「染色體上的指紋」——STR 重覆次數和兇手的 DNA 一致，因此可以確認嫌犯甲和兇手是同一人。
FBI 在 1997 年推出的技術一共可以檢視 13 處的重覆序列，以美國亞利桑那大學生物系提供的範例 Bob Blackett 來說[5]，下表是假設的結果：
因為染色體都有來自父母各自提供，因此每對染色體會有兩條，而 Bob Blackett 在基因座（loci）D3S1358 上的基因型是「15,18」，在白種人族群裡出現的機率為 8.2%。以此綜觀 13 個基因座後，Bob 的染色體指紋，大概要 7.7 x 1015名白種人才會出現一個，這數字可遠超過地球的七十億人口！
DNA從哪來？
DNA取得與萃取
在刑案偵辦的身分鑑定上，為能應用 DNA 的獨一無二的鑑別度，鑑識人員可以採集犯罪現場的生物跡證，例如各種體液殘留、骨骼牙齒、衣物鞋子、菸蒂與檳榔渣等。這些生物跡證送到實驗室後，會分別以不同的初步檢測法，來確認證物的品質與狀況。例如 Kastle-Meyler 血跡檢測法是檢測血紅素過氧化酶的活性來初步確認是否含有血液；唾液澱粉酶與唾液澱粉酶抗原檢測法可以鑑別證物中是否含有唾液；酸性磷酸酵素檢測法、前列腺抗原檢測法與顯微鏡檢法等可以鑑別證物中的精液狀況。
取得生物跡證後，下一步須分離萃取出其中的 DNA。基本原理是根據檢體的特性，利用不同的緩衝液將細胞的外膜、內膜打破，並將 DNA 與蛋白質分離。例如大學生物實驗中，常利用陰離子清潔劑與細胞內膜分子都是雙性分子的特性，而使細胞內膜破裂讓染色體裸露；再將 DNA 放在強鹼的環境中，DNA 上的磷酸根會因無法與強鹼爭奪氫離子而帶有負電。此時雙股 DNA 的磷酸根均帶有負電，因電荷相斥的作用，雙股 DNA 的氫鍵會斷裂成兩條單股 DNA。此時便可再利用聚合酶連鎖反應來複製指定片段的 DNA，增加儀器識別的成功率[7]。最後，再將 DNA 分離定序，找出檢體中基因序列的特徵。
從證物，變成證據
這些基因分離定序的步驟，在生科背景的系所，學生往往會學習利用膠體電泳分離技術（gel electrophoresis）來分離 DNA。膠體電泳是利用 DNA 帶負電荷的特性，當膠體處於電場中，DNA 會受電場牽引，而在膠體中往正電場端移動。又因為不同分子量的 DNA 在膠體中的移動速度會有差異。因此可以藉由此種方式。將不同分子量大小的 DNA 分離。當 DNA 分離後，實驗人員還要切開凝膠取出 DNA 再進行分析。但在現今的鑑識科學裡，DNA 鑑定過程已經逐漸排除了人工操作、避免人為失誤，同時許多鑑識用的試劑、儀器也已經商業化，以市場競爭的方式來激發廠商開發更優良的鑑識技術。
以美國加州法務部和台北市警察局實驗室為例，兩方皆使用 Applied Biosystems 公司 AmpFlSTR® Identifiler® PCR Amplification Kit 商用鑑識套件。現在的商用鑑識套件[9]，多利用了聚合酶連鎖反應的原理，提高證物裡萃取出的 DNA 濃度，並使用帶有螢光分子的商用引子（primer），讓已知的基因座（loci）增輻（amplification）。再利用毛細管自動 DNA 定序儀協助定序[10]、確立各基因座的基因型。
![聚合酶連鎖反應，可以複製指定片段的DNA，使儀器定序的準確度提高[11]](http://pansci.asia/wp-content/uploads/2016/09/25b2916b5c49db617f52fa5ea48efee7-32-560x397.jpg)
證物中 DNA 的基因座在透過聚合酶連鎖反應增輻增加濃度後，再利用毛細管電泳（Capillary electrophoresis）來進行分離、鑑定。毛細管電泳與大學課程常用的膠狀電泳相同，帶有螢光分子的 DNA 長鏈懸浮在充滿電解液的毛細管裡，而表面帶有電荷的 DNA 長鏈在電場的吸引之下開始往特定方向移動[12]。在外加電場相同的條件之下，移動的速度和分子量（DNA 長度）有關，此時每個基因座上的「指紋」——也就是高重覆性連續短序列（STR）的重覆次數就是決定速度的關鍵！連續鹼基重覆次數少的 DNA 分子較小，因此速度較快；而重覆次數多的 DNA 分子較大，因此跑的比較慢。又因為商用鑑識套件的商用引子上鑲有螢光分子，因此在 DNA 抵達儀器裡的檢測點時會發出特定螢光，所以不同重覆次數（基因型）的特定基因座 DNA 就能夠被儀器偵測、判讀出來。此時，證物裡的 DNA 也就變成了能夠上法庭作證的證據。
遲來的技術，時代的悲劇
回到呂介閔案發的 2000 年，檢方、辯護律師也希望能藉由 DNA 技術，鑑定死者身上咬痕的殘存唾液，來證明呂介閔的事不是兇手。雖然當時距美國 FBI 發佈體染色體-STR 技術已有三年，理論上能夠釐清唾液是否為呂介閔所有。但現實操作上，體染色體-STR 仍有幾項明顯的限制 ：
1. 證據遭到外來、或背景 DNA 汙染（若證物混入兩人以上的 DNA，且比例為 10 倍以上，使用體染色體-STR 技術就有困難）
2. 證據所含 DNA 量過於稀少（至少要 0.1 ng/μL）
3. 需有背景族群的基本資料
由於此案被害者身上齒痕裡殘餘唾液的 DNA 量過於稀少，且唾液檢體的 DNA 至少混有被害者的 DNA，因此僅能判斷出唾液為男性所有，因此無法判別兇手是不是呂介閔。致使法庭需依賴測謊與齒痕等在今日看起來爭議較大的技術做為事證。2007 年，高等法院判呂介閔有罪，2010 年最終定讞，判處 13 年徒刑。直至 2014 年 11 月，呂介閔請求檢察總長顏大和重驗證物，2015 年 2 月 10 日，刑事警察局以 Y染色體-STR 技術檢驗，Y染色體-STR 只要一個基因座有差異，就可以判斷樣品和待測者來自不同父系，檢驗結果發現呂介閔 Y 染色體基因座的基因型跟左乳咬痕裡的唾液完全不同：
判決書上共列出 22 個基因座，因篇幅有限，本處僅列出 14 個基因座。INC：表示不明確型別；NR：無結果：
還有一些曾經被視為科學的鐵證……
儘管呂介閔一案，因適逢新技術的引進而沉冤昭雪，但回首此案過去判決中所採用的科學證據與科學方法。在今日看起來似乎反而有了幾分令人啼笑皆非的誤判。例如針對被害者身上深刻的齒痕，負責本案解剖的法醫師石臺平，在審判時證稱「該咬痕是由愛生恨之表現，且產生時，被害人應已陷入昏迷，是瀕死傷」。在齒痕的判斷上，法務部法醫研究所在案發後十天的判斷為「呂介閔齒模與死者咬痕，不相違背」；臺大法醫學院在案發後半個月的鑑定報告也認為「死者左側乳房咬痕與呂介閔齒列吻合」；刑事警察局更以前兩則鑑定為依據，以「本件咬痕經齒列比對，《已確定》係由被告呂介閔所為」做為起訴依據；法務部法醫研究所在 2003 年 8 月份的鑑定報告中，更精算出「死者左側乳房上咬痕為呂介閔所致機率為 99.99% 以上」。
然而伴隨著 DNA 鑑定結果的出爐，不過 15 年前斬釘截鐵般的專業判斷，如今看起來卻荒唐許多。針對齒痕判定的質疑，美國國家科學院在 2009 年針對鑑識制度提出檢討報告，指出皮膚上的咬痕會因皮膚的彈性、完整性、咬合面平整程度、膨脹程度影響，並會隨著時間而變化，種種變數會限制比對的正確率。臺大法醫所李俊億教授亦指出原鑑定報告的機率計算方式，是基於假設狀況所得，並未考量到牙齒、咬痕力道、皮膚彈性等各種變數，且針對齒痕各異的牙齒，卻以相同機率計算，在邏輯上有明顯的疑義，以齒痕做交叉比對算出差異性，毫無科學根據。2015 年 7 月，美國國家科學和技術政策辦公室（Office of Science and Technology Policy, OSTP）副主任 Jo Handelsman，也主張現今齒痕鑑定技術，並非基於科學、測量與可標準化的變因流程，而是來自於從業者的直覺反應（gut-level reaction），因此應當根除齒痕鑑定這種法醫學方法。
雖然這些冤獄案件只是個案，但若未能幸運地遇到新科技的進展，冤獄也如同隨時會傷及無辜的不定時炸彈。目前，在冤獄平反協會與民間司法改革基金會等組織的推動下，立法院司法法制委員會也在 2016 年 07 月初審通過了《刑事案件確定後去氧核醣核酸鑑定條例》草案，讓以定罪的刑事案件，可提請原審法院同意將證據再送鑑定，或許能有機會在新技術的不斷突破之下，如同呂介閔一般求得翻案機會。
證據不會說謊，但證據不會說話。
積極提升為它代言的技術，持守自我修正的科學精神，願證據帶給我們真相。
參考文獻
- DDC, 2016. (1995). The history of DNA testing for paternity and identification.
- PanSci. (2013, February 4). 人與黑猩猩究竟有什麼差異？ – PanSci 泛科學.
- FBI. (2010, January). SWGDAM Interpretation Guidelines for Autosomal STR Typing by Forensic DNA Testing Laboratories.
- FBI. (2015). Notice of release of the 2015 FBI Population Data for the expanded CODIS core STR loci
- The Biology Project. (1996). Blackett Family DNA Activity 2. Retrieved September 29, 2016, from The Biology Project University of Arizona
- By Chemical Science & Technology Laboratory, National Institute of Standards and Technology [Public domain], via Wikimedia Commons
- 國立中興大學物理系. 實驗八 質體 DNA 萃取與電泳分析.
- By Coen – originally posted to Flickr as the cutting of the gel, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4856518
- 丁寧. (2013, January). 赴美國研習DNA鑑定及刑事鑑識現場勘察技術報告書.
- Thermo Fisher Scientific. 3500 Genetic Analyzer for Resequencing & Fragment Analysis. Retrieved September 29, 2016, from Thermo Fisher Scientific, https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/4440462
- By –Ygonaar 23:09, 7 March 2006 (UTC) (It’s a graph create by Ygonaar with Power point) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html), CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/) or CC BY-SA 2.0 fr (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/fr/deed.en)], via Wikimedia Commons
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