综述：精子分离技术及精液-上皮混合染色分析方法的进展：法医学视角

《Legal Medicine》：Progress in sperm cell separation and analytical techniques for semen-epithelial mixed stains: a forensic perspective

性侵案件中的混合样本分离技术研究，综述了微分提取、微孔过滤、微流控芯片等分离技术及DNA分析策略，分析各方法在精子纯度、成本、效率上的优缺点，强调需根据样本质量和实验室条件选择适配技术，以提升法医物证检测效率和司法公正性。

　　

王思文|田美慧|阿提夫·阿德南|姚俊

中国政法大学证据科学重点实验室，中华人民共和国教育部

摘要

精液-上皮细胞混合物的分析在性侵犯案件调查中起着关键作用，能够提供重要的DNA证据，用于检测和匹配与嫌疑人相关的基因特征，并为法律程序提供支持。传统的分离和分析精液-上皮细胞混合样本的方法经常面临特定挑战，如样本量极少、样本降解或精子浓度低等问题。这些挑战凸显了需要开发有效可靠的技术来应对这些混合物的复杂性。本文通过全面评估一系列创新方法，探讨了分离和分析精子及上皮细胞成分的技术，并探讨了这些方法在细胞和分子层面的应用。该综述旨在为法医工作者提供详细资源，总结这些方法的特点和实际意义，以指导他们在案件中的选择。主要结果展示了多种技术，包括差异提取、孔径过滤、微捕获技术、光镊、微流控芯片、流式细胞术和免疫磁珠分离等，每种技术都有其独特优势（如微流控芯片的精确度或免疫磁珠的成本效益），同时也存在特定局限性。综述指出，没有一种方法是绝对最优的，选择哪种方法取决于案件的具体情况（如样本质量和可用资源），强调在特别复杂的案件中需要采用定制化的方法。新型精子细胞分离和DNA分析技术的应用有望提高法医分析的准确性和效率，可能减少实验室工作积压，加快案件解决速度，并为性侵犯受害者提供更好的支持，从而促进正义和社会福祉。

引言

全球有超过3.7亿女孩和妇女在18岁之前经历过强奸或性侵犯，约占全球女性人口的八分之一。虽然全球三分之一的女性遭受过性暴力，但只有不到10%的受害者向执法部门报案。在进入司法程序的性侵犯案件中，定罪率仍然非常低[1]，[2]。这些犯罪行为给受害者造成了严重的身体和心理伤害，并对社会构成了重大风险。因此，快速而精确的法医分析对于维护正义、保持社会稳定和预防未来犯罪至关重要。性侵犯案件中常见的生物样本包括阴道和阴茎拭子、口腔和肛门拭子、衣物、床上用品以及避孕套。根据侵犯的性质和采样部位，这些样本可能含有来自不同来源（如阴道、口腔、皮肤或直肠上皮）的精液和上皮细胞的混合物。在法医学中，含有多个个体遗传物质的生物样本被归类为混合样本。精液-上皮细胞混合物是性侵犯案件中最常见的样本类型，其分离和分析的成功直接关系到案件结果。然而，混合样本的复杂性给传统的法医方法（如差异提取）带来了重大挑战，这些方法存在分离效率低下（尤其是对于微量上皮成分）、手动操作耗时以及高通量分析的可扩展性有限等问题，这凸显了需要更有效分离技术的必要性[3]。

分子生物学领域的进展，特别是在DNA分析方面，彻底改变了法医学中生物混合物的分离和鉴定技术。这些创新提高了在复杂混合物中识别单个遗传成分的能力，为调查人员提供了更多有用的线索。除了提供实用工具外，这些进展还为未来的混合物分析研究建立了理论框架。通过文献计量分析和从PubMed、Web of Science和中国国家知识基础设施（CNKI）中挖掘数据，我们回顾了关于法医生物混合物的研究。本综述分为两个互补的部分：第一部分介绍了专门用于从精液-上皮细胞混合样本中分离精子的细胞级技术；第二部分则探讨了如何在DNA层面对仍然复杂的DNA混合物进行分型和解析，以实现个体识别。本综述旨在（1）追溯混合物分离技术的发展历程，（2）构建一个连贯的知识体系，（3）识别新兴趋势和知识空白。研究结果为确定研究重点、规范方法论和提升法医应用提供了基于证据的见解。

部分片段

搜索范围和标准

我们对法医学中分离精液-上皮细胞混合样本的策略进行了全面的文献评估。搜索了PubMed、Web of Science和CNKI等数据库，使用了以下关键词：法医混合样本、精液-上皮细胞混合样本、精子分离/精子提取、精子DNA分析；这些术语通过布尔运算符（AND/OR）组合使用，以最大化灵敏度和特异性。搜索范围限于1985年1月1日之后发表的研究。

差异提取

差异提取是一种两步消化过程，最初由Gill等人于1985年提出[4]。该方法利用了精子和来自不同组织的上皮细胞之间的结构差异，其中阴道上皮细胞是最常用的模型。精子细胞膜含有交联的巯基，需要用二硫苏糖醇（DTT）进行切割以释放DNA，而上皮细胞缺乏这些巯基交联，因此不需要这种处理。

精液-上皮细胞混合样本中精子细胞的DNA分析方法

成功分离精子只是第一步。由于每个精子都是单倍体且含有微量DNA，法医样本往往容易降解或被女性成分主导。因此，从这些有限但经过纯化的精子细胞中提取和分析DNA对于案件解决至关重要。在特定精液-上皮细胞混合样本的DNA分析中，有三个核心任务：（1）从女性成分中识别男性成分；（2）区分……

结论

法医科学家采用多种方法来分离混合样本中的精子细胞，利用生物学特性和技术创新来实现精确的DNA分析。在细胞层面，传统的差异裂解方法是法医实践的基石，能够以低成本和高效的方式为法医实验室常规遇到的各种样本提供结果。新兴技术，如微流控和免疫磁珠技术……

临床试验编号

不适用。

涉及人类参与者和/或动物的研究

无。

伦理审批和声明

无。

参与同意

无。

出版同意

由所有作者共同签署。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文报告工作的财务利益或个人关系。

致谢

无。