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2004年9月,美国波士顿连续发生了两起强暴案。

9月21日,一个23岁的女孩被两个男人拿着枪胁迫上了一辆车,开到僻静处,她被殴打、抢劫、强暴。强暴犯把她丢在富兰克林公园里,然后扬长而去。

9月29日,同样的事情发生在一名19岁的女孩身上。两个男人用枪胁迫她上车,把她带到富兰克林公园,殴打并强暴了她,离开时还拿走了她的手机和钱包。这个19岁女孩做了一件勇气非凡的事。她在穿衣服时,偷偷把一个强暴犯用过的避孕套藏到内衣里,逃离后立刻把这个证物交给了警方。

警方于是有了罪犯的DNA。

几年后,警方接到了线报,说有个叫德韦恩·麦克奈尔(Dwayne McNair)的家伙值得一查。警察跟了德韦恩几天,捡到了一个他丢弃在外的烟蒂,一对比DNA指纹,合上了!

然后警方发现了一件糟糕的事——德韦恩还有个同卵双胞胎兄弟,叫德怀特(Dwight)。

同卵双胞胎,可谓推理小说里的无敌梗,现实犯罪里的作弊器。监控里,双胞胎的相貌体型难以分辨;勘验现场,双胞胎的DNA指纹图谱一模一样。如果双胞胎都犯了罪,自然可以双双逮捕。但万一无法证明两人都有罪,又找不到足够指证其中特定某人的证据。宁可错放不可错抓,就只好让罪犯逍遥法外了。

尽管人人都认为德韦恩才是那个干坏事的家伙,但现有的DNA证据无法把他钉死。

怎么办?

 


 

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自从警方用上了DNA,破案就容易多了。

每个人都有DNA。任何一点遗留在现场的血迹、精液、头发、皮屑、汗水、唾液……都可以成为证据。只要三十几个细胞,就能取得足够检验的DNA。像精子这种单倍染色体的细胞,也只需要六十几个。罪犯想一点痕迹不留,真是千难万难。

法医现在用的DNA指纹检测,是英国遗传学家亚历克·杰弗里斯(Alec Jeffreys)在1984年发明的,最早是用来做亲子鉴定,民事争议比如赡养费,后来才用于刑事案件。其原理是人的基因组里存在一种特殊的“短片段重复序列”(short tandem repeats, STR),也就是只有2~6个碱基的短片段,在某个位点重复出现好几次——具体多少次,不同人之间可以变化很大。

举个例子,在特定位点A上,人群里有15%的人是重复5次GATA,15%的人重复8次,20%的人重复12次,20%的人重复14次,25%的人重复15次,5%的人重复19次……如此查验上十几二十个位点,每个位点上的STR重复数综合在一起,就是这个人的DNA指纹了。

然而,同卵双胞胎的DNA指纹一模一样。这就导致了一个刑事鉴定和亲子鉴定上的盲区。每年出生的孩子里,大概有千分之三是同卵双胞胎,里面又有一半(即1.5‰)是男性。从概率上说,每年都可能出几件牵扯到同卵双胞胎的犯罪事件或者亲子纠纷。

同卵双胞胎的DNA指纹一模一样,DNA却不是一模一样,因为在受精卵一分为二后,还是会各自发生少量变异,叫新生突变(de novo mutation) 。这种突变是随机发生的,同卵双胞胎发生同一个突变的可能性极小。
有多大可能找到“同卵双胞胎的不同DNA”呢?

 


 

2012年,几个德国和英国科学家做了个理论计算。

同卵双胞胎差不多是在受精卵分裂还不到7次的时候分开的。分开以后,细胞仍然会不断分裂,其中有些细胞成为生殖细胞,慢慢再分裂为精子。从计算来看,从“双胞胎分开”到“青春期产生精子”,期间细胞至少又经历了379次分裂。人体基因组大概有30亿对碱基,每复制一次,单个碱基大概有亿分之一的几率发生变异,再算上缺失、插入的变异几率,大概是每次复制都能产生48个新生变异……经过一系列复杂估算,科学家们认为,在男性同卵双胞胎里,两人的精子中检测出至少1个差异的几率可能有83%,检测出至少2个差异的几率超过53%,总之,可能性不低。

但要找到这些变异,依然像大海捞针。DNA指纹检测只需要测几十个位点,每个位点几百个碱基。而要找到同卵双胞胎之间的基因差异,必须把每个人的30亿碱基全测一遍才行。

这事本来成本是天价,然而,随着测序成本一降再降,居然真的降到了可承受的范围内。

2014年,德国检验机构欧陆坊(Eurofins)的科学家找来了一对男性双胞胎,以及其中一人的老婆和孩子,然后用超深下一代测序(ultra-deep next generation sequencing)对四人进行了基因测序。结果验证了此前的猜想,而且不是一个两个,科学家足足找到了5个变异,这5个变异双胞胎其中一人有,另一个人没有,母亲没有,而孩子有。足以证明,孩子确实是其中一个双胞胎的,从他身上继承了这独特的5个变异。

 


 

2014年,由于缺乏足够证据。德韦恩牵涉进的那桩强暴案,进度已经卡了很久。负责该案的检察官大卫·迪肯(David Deakin)注意到了Eurofins的这篇论文,他忍不住想,如果把这个技术用到本案里,是不是可能区分开德韦恩和他的同卵双胞胎兄弟呢?

检察官们决定雇佣Eurofins机构,提取德韦恩和他的双胞胎兄弟的唾液,与犯罪现场取得的精液进行比对。这项测试需要花费13万美元,但检察官们相信能取得突破。Eurofins的确得出了结果!德韦恩和他的双胞胎兄弟的基因组里存在9个不同。其中特别有两个变异,存在于德韦恩的唾液里,也存在于犯罪现场的精液样本里,但不在他双胞兄弟的唾液里。Eurofins估算的结论是,德韦恩是强暴犯的可能性,比他同胞兄弟大20亿倍。

带着这份报告,检察官上了法庭。

 


 

庭审持续了三周。法医专家、分子遗传学家、生物统计学家、胚胎发育学家、来自FBI的DNA实验室的前任首席科学家轮番出庭。

争议焦点一,为什么不是取精液对比,而是用唾液对比?

这是无奈之举。美国法律禁止强迫嫌犯提供精液样本。而唾液样本属于侵入性极小的操作,不受那么严格的限制。唾液里的口腔粘膜细胞来自外胚层,发育成精子的生殖细胞也来自外胚层,它们很可能都有同样的突变。但这毕竟留下了“精液DNA会不会不同于唾液DNA”的微小疑问。

争议焦点二,这项技术太新了,没有被其他实验室重复过。

为德韦恩辩护的律师强调,此前的法医技术,都是建立在多次实验多次重复的基础上,而Eurofins这个实验只发过一篇论文,那篇论文里也只给一对双胞胎做了亲子鉴定。没有其他实验室独立重复结果,法医界也没有广泛接受。这项技术无疑够新颖,但够不够可靠呢?听取了双方意见后,法官裁定,Eurofins测试背后的原理是科学的,然而,还没有其他实验室复制,在同行评议的科学论文里也没有足够多的细节,综合起来,这项检验结果将被排除,不被纳入证据范围。

 


 

检察官当然非常失望,但他们没有放弃。

幸好,还有一个人证。强暴案里的另一个罪犯,是一个叫安瓦尔·托马斯( Anwar Thomas )的家伙。安瓦尔已经认了罪——他的DNA也被发现,而且他可没有双胞胎兄弟这个借口。安瓦尔作证说,他认识德韦恩和他同胞兄弟好多年了,他能清楚地分辨出兄弟俩,和他一起犯案的共犯,就是德韦恩。

检查官宣读了第一位受害者的陈述,“当时的感觉和想法,随着时间的推移已渐渐淡去。但由于被告的所作所为,我仍然可以感觉到,自己对身边可能存在的邪恶过度敏感。我依然害怕这种事情会再次发生,发生在我或我爱的人身上”。

而当年十九岁的第二位受害者,勇敢地出庭,自己宣读了证词。她说,因为那次发生在离她家只有两条街之外的袭击,她“必须尽快学会如何在受污染的土壤中生长,以及学会如何在一个不再属于我的世界中生存。”“但是今天,我将不再被束缚。 今天,我将不再被压制。 今天,我不会‘闭嘴’。我不是受害者。我不是一个幸存者。因为唯有我自己,才能定义我…… 今天,我选择成为一名战士。”

虽然DNA测序结果没有被法官采纳,但其他证据依然说服了陪审团。2018年1月,强暴案发生整整14年后,德韦恩终于被判有罪,强暴加上持械抢劫,他一共要蹲16年大牢。

这是他应该付出的代价。

德韦恩↑↑↑

德韦恩↑↑↑

 


 

2018年12月,Eurofin的科学家把这个案子里使用的研究方法和数学公式写成论文,发表在《公共科学图书馆-遗传学》(Plos Genetics)期刊上。现在,就等着其他实验室来重复检验了。如果能有四五个实验室重复这个发现。也许下一次,这种检验结果就能直接被法庭采纳。

牵涉到同卵双胞胎的罪案或者亲子争议,未来也会继续发生。还有一些多年未决的悬案,也能得到一个最终的答案。

科学家们!加油啊!

参考资料

  1. Krawczak, M., Budowle, B., Weber-Lehmann, J., & Rolf, B. (2018). Distinguishing genetically between the germlines of male monozygotic twins. PLoS genetics, 14(12), e1007756.
  2. Zimmer, C. (2019). One Twin Committed the Crime — but Which One? A New DNA Test Can Finger the Culprit. The New York Times. https://www.nytimes.com/2019/03/01/science/twins-dna-crime-paternity.html‌
  3. Krawczak, M., Cooper, D. N., Fändrich, F., Engel, W., & Schmidtke, J. (2012). How to distinguish genetically between an alleged father and his monozygotic twin: A thought experiment. Forensic Science International: Genetics, 6(5), e129–e130. https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2011.11.003‌
  4. Weber-Lehmann, J., Schilling, E., Gradl, G., Richter, D. C., Wiehler, J., & Rolf, B. (2014). Finding the needle in the haystack: Differentiating “identical” twins in paternity testing and forensics by ultra-deep next generation sequencing. Forensic Science International: Genetics, 9, 42–46. https://doi.org/10.1016/j.fsigen.2013.10.015‌
  5. Budowle, B. (2014). Molecular genetic investigative leads to differentiate monozygotic twins. Investigative Genetics, 5(1), 11. https://doi.org/10.1186/2041-2223-5-11‌
  6. McGuinness, D. (2018). Man sentenced to 16 years in prison for 2004 rapes in Jamaica Plain, Mission Hill - The Boston Globe. https://www.bostonglobe.com/metro/2018/02/26/man-sentenced-years-prison-for-rapes-jamaica-plain-mission-hill/mEWetMzIs3KQxkXGSDyhwK/story.html‌
  7. Boeri, D. (2017). Standard DNA Testing Can’t Differentiate Between Identical Twins. A New Test Challenges That | WBUR News. https://www.wbur.org/news/2017/03/07/twin-dna-crime-tech
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6 Responses to “同卵双胞胎里有个人犯了罪,问题来了,到底是哪个?”

  1. 杨博说道:

    烧了13万美元的检测结果直接被无视了。

    还不如把这13万美元给我呢。

  2. 匿名说道:

    每年出生的孩子里,大概有千分之三是同卵双胞胎,里面又有一半(即千分之六)是男性。-----“千分之六“翻译或算术错了吧?

    • 游识猷说道:

      不好意思,脑抽算错了 _(:з」∠)_ 应该是千分之1.5 谢谢指正呀

  3. 老牛说道:

    我认为千分之三的一半应该是千分之一点五

  4. 卫平说道:

    这篇基于真实故事的科普写的不错。Eurofin的检测有望被采用,但有望降价吗?太贵了。

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