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作者：趙書民李成濤單位：司法部司法鑒定科學技術研究所上海市法醫學重點實驗室

在法醫學研究中，利用分子標記分析微生物已在一些關鍵案例中取得分子證據。例如，在美國佛羅里達州牙醫將人類免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus，HIV）傳染給數例患者的案件中，對HIV擴增片段序列分析獲得了該傳播的證據；對日本奧姆真理教在其辦公樓樓頂用氣溶膠釋放炭疽芽胞桿菌的案例調查中，以可變數目串聯重復序列（variablenumbertandemrepeat，VNTR）分析證明所用菌株為日本市場上可獲得的動物疫苗株Sterne34F2株；2001年美國炭疽芽胞桿菌恐怖所用的菌株經美國基因組學研究院（TheInstituteforGenomicsResearch，TIGR）序列測定和單核苷酸多態性（singlenucleotidepolymorphism，SNP）分析證明，所用炭疽芽胞桿菌為美國軍方擁有的菌株；對1999年美國東北部西尼羅河病毒腦炎暴發的調查表明，在紐約從鳥和人分離的毒株核酸序列與從以色列一只死鵝中分離的毒株非常相似，得出這一暴發為自然來源的結論。微生物法醫學作為一個學科，其主要宗旨是區分近緣毒株，以追蹤病原體的來源。所用的技術包括表型分析、免疫分析、核酸分析和化學分析技術，這些技術早就用于不同學科的研究與應用領域。在某種程度上，微生物法醫學的研究目的類似于分子流行病學，但包含的內容更廣泛，不僅注重毒株本身的區別，更重要的是將毒株與犯罪分子聯系起來，獲得法庭上更有力的證據。

微生物法醫學的研究任務

在生物反恐中，微生物法醫學的研究任務主要是為反生物恐怖工作者對那些威脅社會和人類安全的微生物及其各種包裝載體提供調查取證、識別鑒定、追蹤來源、確定犯罪分子的技術手段。具體主要包括以下2個方面。

1生物犯罪中微生物的檢驗與鑒定

生物犯罪往往需要借助特殊設備、技術手段和刑偵技術。在可疑的生物犯罪現場有效搜集證據對快速偵查和防護至關重要。完成生物威脅微生物的鑒定需要多專業、多方法聯合應用。采集的樣品可現場分析，也可運送到有關實驗室進行分析。在生物犯罪中，威脅微生物經分析鑒定后往往還要由專家組進行嚴格的調查研究，才能作出最終結論［9］。由于許多生物恐怖病原體導致的疾病都有潛伏期，當臨床癥狀判斷為受攻擊時，生物恐怖病原體所產生的危害往往已相當嚴重，因此在一些可疑材料中檢驗生物恐怖病原體，可贏得時間，減少損失。微生物檢驗和鑒定是相關而又有區別的概念。在未獲得生物恐怖病原體純種前，通過形態學、血清學、生物學和遺傳學等特征快速從標本中確定是否存在生物恐怖病原體，是一種初步檢驗。這種檢驗可對某些恐怖病原體作出種的判斷，但不能揭示毒力強弱、藥物敏感性、抗原結構等重要信息。在應用分離培養或細胞傳代等方法獲得純種后，可對其進行一些表型指征和遺傳指征等的鑒定，進一步明確其分類地位、藥物敏感性和毒力等特征，為免疫預測及治療提供依據。

2生物犯罪中微生物來源的鑒定

當某種具有嚴重危害后果的微生物感染疾病發生時，一個不可避免的問題是如何判斷這種感染是自然發生還是人為犯罪，這就需要鑒定微生物的來源。隨著人類基因組計劃的實施，各種微生物的基因組學和蛋白質組學得到迅猛發展和更新，各種微生物基因組信息的比較分析、放射性核素比例、生理生化表型分析等均能對微生物來源的追蹤提供有效信息。此外，致病性相關基因微陣列技術、抗生素耐藥實驗及微生物培養基原料成分分析也可用來鎖定原料來源。

微生物法醫學的研究現狀

生物恐怖病原體包括對人類、動物、植物、環境等有嚴重危害后果的微生物。到目前為止，已有很多種病原體被證實可用于生物犯罪。隨著科技發展，這類病原體還在以較高的速度增加，因此建立生物恐怖病原體的數據庫具有非常重要意義。

當然，并不是數據庫中的每種微生物都能引起生物恐怖。在生物犯罪實踐中，那些微生物往往是毒力確定、能引起高發病率與高致死率、可能發生人－人間傳播的病原體。符合這一標準的很多，但生物恐怖病原體也應具有生物戰的某些特定性質，因此符合以下標準的微生物及毒素才最有可能用于生物恐怖：①易于生產和運輸；②便于包裝和掩飾；③感染劑量低；④潛伏期短，致死率高；⑤傳播途徑多樣化；⑥在環境中穩定性高；⑦在感染早期難以檢測或鑒定。美國疾病預防控制中心（CentersforDiseaseControlandPrevention，CDC）按照生物恐怖病原體的致病性，將其分成A、B、C三大類。A類是指致病性強，傳播后可導致國家安全隱患的病原體，如天花病毒、炭疽芽胞桿菌、埃博拉病毒等。

B類病原體的致病性比A類稍弱，如痢疾志賀菌、霍亂弧菌等。C類主要是指那些可通過生物工程改造后用于大規模釋放的病原體，如蜱傳腦炎病毒、漢坦病毒等。

隨著生物學領域的技術進步，也會產生一些新憂慮，包括在不久的將來是否會出現能逃避現有檢驗和鑒定方法的生物恐怖病原體。應該說這種可能性是完全存在的。據稱，某些國家的科學家將委內瑞拉馬腦炎病毒的基因片段插入天花病毒基因組中，構建了一種稱為委馬天花病毒的新病毒———VEEPOX，并進行了動物實驗。盡管結果未公開，但可以想象2種恐怖病原體的重組不僅會帶來更大的傷亡和危害，還會對其正確檢出帶來障礙。這些人造的和自然界中出現的新病原體將對生物恐怖病原體的檢驗和鑒定提出嚴峻挑戰，專業人員必須立足于現有條件，嚴密注意有關技術進展，積極創新，方能不辱使命。

微生物法醫學的未來發展

微生物法醫學在未來生物恐怖病原體來源分析和生物罪犯指控方面將發揮積極的、不可取代的作用，主要任務是實驗室分析，因此要求結果準確、可靠。要實現這一目標，必須與法醫學密切結合，充分利用人類法醫學已有經驗，從以下幾個方面不斷發展。

1質量保證與質量控制標準的發展

通過執行目前已有的質量保證（qualityassurance，QA）與質量控制（qualitycontrol，QC）標準（如ISO9000和實驗室認可標準17025），可建立對微生物法醫學調查結果可靠性的信心。此外，在標本采集、運輸、儲存過程中也都需要QA。

QA指南應包括實驗室的基礎建設要求和對微生物分型的程序，后者包括組織、管理、人員教育與培訓、設施要求、保安要求、記錄、數據分析、試劑與儀器QA、技術對照、炎癥試驗、效率試驗、結果報告程序、試驗程序審計和實驗室安全。在美國，由聯邦調查局牽頭成立了一個微生物遺傳與法醫學科學工作組（ScienceWorkingGrouponMicrobialGeneticsandForensics，SWGMGF），該工作組成員來自不同學科，包括政府、研究院所和私人企業的專家，針對微生物法醫學問題探討共同關心的問題，已發展了一套微生物法醫學實驗室QA指南。

2微生物基礎數據庫的標準設計與建立

微生物法醫學在遏制生物恐怖與生物戰中發揮重要作用的基礎是建立微生物核酸、蛋白質、脂肪酸和其他成分的基礎數據庫，并在此基礎上發展更快速、準確的檢測與數據分析手段。根據目前學科發展，設計功能強大的數據庫標準，并通過國際合作建立各種恐怖病原體地域特異性的基礎數據庫，是支持恐怖微生物來源調查和取證以及未來微生物法醫學發展的關鍵，這些數據庫最好能為區分遺傳重組株與天然毒株提供科學依據。當然，在建立數據庫的同時，數據庫的安全也是非常重要、不可忽視的方面。在建立針對恐怖病原體基礎數據庫的同時，還必須建立國家級烈性病原體毒種庫，所有從事相關微生物研究的單位都必須將保存的毒株提供給國家毒種庫，并保存其詳細的表型和遺傳特征，建立相應的標準化毒種管理體系與規程。

目前可用于現場識別和實驗室鑒定的技術還不夠，需要通過研究以發展更多準確鑒別生物恐怖微生物的新技術。這些技術都需要進行比對驗證，必須定量評價其假陽性和假陰性的可能性。因此，需要發展一套系統來評價分析實驗的可靠性、敏感性和特異性。在經過系統評價后，新發展的技術必須獲得同行的評估與認可。

3重點科研領域的支持

鑒于微生物法醫學在反生物恐怖和反生物戰中的重要地位，該新興學科的發展與實施是一個國家綜合實力的體現。上述幾個方面都應當是重點科研支持領域，同時還需支持重要基礎研究的發展，包括微生物進化、微生物基因組學和比較基因組學、分析微生物領域、微生物比較表達譜學、微生物信息學、分子流行病學統計新算法等的基礎研究。

結語

微生物法醫學在微生物鑒定方面與微生物學是一致的，技術上也是通用的。微生物遺傳學與基因組學的發展，使人們對生物恐怖的遺傳基礎與代謝調控機制認識更加深入，在此基礎上可發展更精細的分析手段來準確區分不同毒株。現實中不能孤立認識微生物本身，而應將微生物與環境、宿主、媒介等因素結合起來才能正確認識微生物的意義，從而可利用系統發生學的理論和技術研究微生物在自然界中的演化，因此微生物進化與系統發生學的研究對發展區分毒株細微差異的技術具有重要幫助；分析化學技術的進步使微生物本身所有的成分都能用于鑒定和區分毒株，為尋找微生物特異生物標記奠定重要基礎；免疫學的不斷發展促進微生物法醫學分析技術的進步；計算機與生物信息學的結合能促進微生物基礎數據庫的建立，用于微生物法醫學的鑒定。

總之，生物恐怖犯罪對國家、社會和人類的安全造成不可估量的威脅。因此，豐富生物反恐技術手段、健全生物恐怖微生物數據庫，從而能快速、準確發現和識別生物犯罪，這對維護國家和公民安全具有重要意義，也是微生物法醫學永恒的研究課題。