问题

吸过血的蚊子能不能用来进行DNA检测?

回答
吸过血的蚊子,理论上当然是可以用来进行 DNA 检测的。不过,这里面有一些需要详细说明的关键点,以及实际操作中的一些考量。

为什么说可以?

首先,咱们得明白 DNA 检测的原理是什么。DNA 也就是脱氧核糖核酸,它是所有生物体(包括蚊子,以及它吸的血)遗传信息的载体。无论蚊子有没有吸血,它本身都带有自己的 DNA。而吸进去的血,同样也含有被叮咬者的 DNA。所以,从理论上讲,这只蚊子就成了一个“移动的 DNA 样本库”。

蚊子自身的 DNA:

这部分很好理解。蚊子作为一种生物,它身体的每一个细胞,比如它的腿、翅膀、触角,甚至是刚死的蚊子残骸,都含有它自己的 DNA。这些 DNA 可以用来识别蚊子的种类,甚至在某些情况下,可以用来追溯它的来源地(比如通过环境 DNA 的比对)。

吸食的血液 DNA:

这才是更吸引人的地方,也是 DNA 检测在侦查、溯源中经常用到的思路。当蚊子叮咬一个人或动物时,它会吸入对方的血液。这些血液中的细胞(比如红细胞、白细胞)都携带着被叮咬者的 DNA。即使蚊子已经消化了一部分,只要还有残余的血液细胞,我们就能提取出 DNA。

具体如何操作,以及需要注意的点:

1. 样本的获取与保存:
活体蚊子 vs. 死蚊子: 如果是活体蚊子,可以尝试直接提取体内的血液 DNA。但通常情况下,捕获到的蚊子可能已经死亡或即将死亡。死去的蚊子,尤其经过一段时间后,身体会开始分解,这会影响 DNA 的提取效率和质量。
如何保存? 最理想的情况是立即冷冻保存,或者使用专用的 DNA 储存液。如果只是暂时保存,放在干燥、阴凉的地方也能勉强维持一段时间。但时间一长,DNA 就会降解,提取难度会大大增加。
提取部位: 如果是为了检测蚊子本身的 DNA,可以提取腿部、翅膀等体液较少的部位。如果主要是为了检测血液 DNA,则需要找到蚊子腹部含有血液的区域。

2. DNA 的提取过程:
裂解: 首先,需要用化学试剂或物理方法(比如研磨、超声波处理)破坏蚊子的细胞膜和细胞核,释放出 DNA。
去除杂质: 蚊子体内有很多蛋白质、脂质等物质,会干扰 DNA 的纯度。需要通过一系列的化学沉淀、洗涤步骤来去除这些杂质,得到相对纯净的 DNA。这个过程对技术要求比较高,尤其是要区分开蚊子自身的 DNA 和血液的 DNA。
纯化: 最后,将提纯后的 DNA 溶解在适当的缓冲液中,以便后续的检测分析。

3. DNA 检测与分析:
PCR 技术: 最常用的技术是聚合酶链式反应(PCR)。它能将微量的 DNA 片段大量复制,以便进行后续的检测。
STR 分析: 对于人类 DNA 的检测,通常会分析基因组中的短串联重复序列(STR)。不同个体在这些区域的重复次数不同,形成独特的 DNA 指纹。通过比对,就可以确定血液是否属于某个特定的人。
线粒体 DNA 分析: 线粒体 DNA (mtDNA) 在细胞核外,数量多且相对稳定,在降解的样本中也比较容易提取。蚊子和人类都有自己的线粒体 DNA。可以分别检测蚊子的线粒体 DNA 来确定其种类,也可以检测血液中的人类线粒体 DNA 来确定被叮咬者。线粒体 DNA 只能追溯母系遗传信息,不能像细胞核 DNA 那样提供个体特异性信息,但对于物种鉴定和初步溯源很有帮助。
基因组测序: 更高级的方法是进行全基因组测序。这能提供最全面的信息,不仅可以识别个体,还可以了解很多其他生物学信息。

实际应用中的挑战:

DNA 量和质量: 这是最大的挑战。蚊子吸食的血液量非常少,而且在蚊子体内经过消化,DNA 可能已经降解。提取到的 DNA 量可能非常微弱,或者质量很差,导致检测结果不准确甚至失败。
区分来源: 蚊子本身也有 DNA,如何准确地从蚊子的 DNA 中分离出血液的 DNA 是一个技术难点。如果血液 DNA 含量很低,很容易被蚊子自身的 DNA 信号所掩盖。
环境因素: 蚊子在野外环境中生存,可能会受到环境 DNA 的污染,比如土壤、植物等,这些都会影响检测结果的准确性。
时间效应: 蚊子死亡后的时间越长,其体内的 DNA 降解就越严重,提取和检测的难度也越大。

总结来说:

吸过血的蚊子确实是一个潜在的 DNA 证据来源。在法医学、流行病学调查甚至古DNA研究中,都有可能用到这样的样本。比如,在调查一起传染病爆发时,捕获到传播疾病的蚊子,通过检测其体内携带的病原体 DNA 和吸食的宿主 DNA,可以帮助追踪疾病的传播路径和源头。

但要成功进行 DNA 检测,关键在于样本的保存是否得当,以及实验室技术能否在微量、降解的样本中准确地提取和分析出有用的 DNA 信息。这并非易事,需要专业的知识和精密的设备才能完成。所以,虽然理论上可行,但实际操作中的成功率会受到很多因素的影响。

网友意见

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如图是《每日邮报》(The Daily Mail)报道过的一只叫做“Culiseta lemniscata”的母蚊子,这只蚊子大约来自4600万年前的始新世(Eocene),刚饱饱的吃(吸)了一顿就死了,从此被束缚在了页岩中,直到2013年的秋天方才从蒙大纳州的山脉中被发掘出来。


注意!这段话最关键的信息在于:

——这是一只“吸过血”的蚊子。


在如此漫长的岁月中,DNA这样的大分子物质随着时间已经基本完全降解,换句话说,这只蚊子吸的血已经不能用来做DNA检验了,但血液中的一种成分——血红素 (Heme)却被保存了下来,研究者Dale Greenwalt博士在其腹部发现了高含量的铁元素,进一步的诸多研究结果指向其来源就是血红素,它是(血红蛋白) 分子上的主要稳定结构。


所以说,哪怕几千万年过去了,蚊子还是不改初心,始终没有忘记老祖先的遗志——吸血

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要了解蚊子在刑事侦查中起到的作用,我们可以先来看一个真实案例:


2011年7月,湖北某工地住宅区发生一起命案,死者为附近工地一名普通装卸工,尸体发现的现场为住宅区普通单间式房屋,摆设非常简单——一张床、一个旧沙发、茶几,出入口只有一道门,门锁没有被破坏的痕迹。


死者死在床上,穿着一件黑色衬衫和工作裤,没有明显的外创伤,解剖见舌骨骨折、环状软骨骨折、颈部扼痕,窒息征象明显,死因为扼颈导致的机械性窒息


由于死者屋内没有找到现金和银行卡,警方怀疑凶手的动机为财,但该住宅区管理散乱,可以说什么人都有,不缺没钱人,到底谁会因为钱财将其杀死,一时间很难做出判断,通过走访调查警方还得知,死者生前为人口碑较好,和这些工人关系都比较好,时逢放假还会给大家下厨,从人际关系方面着手调查难度较大。


另一边,针对现场进行的调查收获却不小,常规物证暂且不说,最关键的居然是几只地板上的死蚊子。


在此案中,有几个较为明显的细节能表明此案大概率为熟人作案

1·死者受害时间为晚上11点半左右,死者工友说他平常一般10点半之前就睡了,但案发当日灯却一直亮着,且在遇害时(非常炎热的夜晚)还穿着衬衫裤子,这明显不是正常睡觉时的衣装,更像是在接待什么人,如果是普通工友,大家都很熟了,一般来串门也就光着膀子接待了,更何况大家都知道死者睡得早,一般都不会那么晚来打扰。


2·现场只有一道门可以出入,门锁完好,凶手是和平入室。


徒手杀人,没有预备凶器,这不像是有预谋的暴力入室抢劫杀人,更符合是激情杀人的特征。


如果熟人作案成立,凶手和死者应该有一段共处一室的时间,他们或许是在叙旧,亦或是在争执,最后受害人被掐死·····

没有第三个人看到屋里发生的事,但或许那几只死在沙发边的蚊子知道——现场较为狭窄,且关门后无出口,它们大概率见证了这一切,甚至是把一些对于凶手来说致命的东西留在了现场


此案最后得破的关键为受害人颈部拭子中提取到的嫌犯DNA分型(嫌犯在掐住受害人脖子的时候因为接触而留下的表皮脱落细胞)与用PCR方法从现场蚊子嗉囊中扩增出的宿主DNA分型均同属于库中一名姓刘的前科犯。


经调查,此人为死者表弟,前几年因为故意伤人罪留有案底,当晚是到受害人住处借钱未果进而杀人取财。

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众所周知,蚊子吸血的目的并不在于饱腹,而是因为它们需要吸血其卵巢才能很好的发育,繁衍后代才是其究极目标。


从结构上来看,蚊子的触须、脚上布满了密密麻麻的“毛”,这种“毛”是感觉毛,它们具有感应的功能,这也是即使你晚上关了灯它们也总是能找到你的原因。

吸血之前,蚊子会先将含有抗凝素的唾液注射入你的皮下,和你的血混在一起,如此一来你这部分血液就变成了不会凝结的的新鲜血浆供其肆意吮吸:

再看仔细点:

就这样,血液被蚊子吸走了,它们的消化系统属于管状消化系统,吸进去的血液会被储存在一个叫做嗉囊的结构中,这是一个较为膨大的结构(就像一个袋子一样),属于消化器官的一部分

既然蚊子具有那么一个储血的结构,而且由于蚊子在吸完血的一段时间内需要对其中的部分物质进行吸收,这期间它不会再去吸血,那么从一定程度上保证了血液的来源单一性,Coulson在1990年利用了这一点,他利用同位素标记探针杂交,在一只吸了血二十小时的蚊子体内成功发现了人的DNA,三年后,Sato的研究团队利用斑点杂交(Dot blot)检测法又在一只蚊子体内检测出了人的DNA,只不过,这次是只距离上次吸血已经过了一百小时的蚊子


除此之外,国内相关研究和讨论也不少:

如上,很多实验表明吸过血的蚊子在很长一段时间内(消化时间内)可以用来作为宿主DNA的提取检测来源,最为理想的材料就在于蚊子的嗉囊及肠内容物,要是只完整的蚊子,那往往需要将嗉囊取出捣碎,在很多“不容易飞出去”的现场,蚊子能给到侦查者一些很重要的侦查提示。


那么还有一个很有意思的问题,某个晚上,一只蚊子趴在你的身上狂饮,之后你以迅雷不及掩耳之势结束了它罪恶的一生。


问:拍出来的那一团红色的是否可以直接用来做血痕检测及DNA提取、扩增及检测?


首先需要知道,虽然蚊子也有血,但血红素这个东西只是你有,它没有,蚊子的血液是开管式循环,没有血管壁,在体腔的空隙中流动,亦没有红细胞,它的氧供应是靠另一套机制给予的,因此蚊子的血一般没有颜色(或者说很浅),而你拍出来红红的东西大部分就是你自己的血


除了你的血、蚊子自己的血以外,这团东西里面可能还有它为了消化你的血分泌的很多物质,比如:

类脂质

各种各样的酶(主要是消化有关的酶)

昆虫特别的选择性渗透屏障围食膜(包裹食物、保护肠细胞、帮助消化)

......

很多学者过去基于这点提出过质疑,担心这些杂七杂八的物质会对目标DNA的提取检测造成干扰,其实这样的担忧并不是没有道理——它们往往是混在一起的,难以完美的分离开,但实际研究证明,这些东西和一般的抑制物不一样,它们对于人血DNASTR分型检测的影响几乎可以忽略不计,其原因可能和这些异成分的量太少有关:


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小结

1·习性、消化规律等因素让蚊子在犯罪现场调查中具有重要价值,主要体现在其具有储存宿主血液的特点(消化血液需要一定时间,一般为2~3天)、且自身分泌物对宿主DNA影响小等方面,利用这类物证的关键在于蚊子消化器官内血样的采集及妥善保存与正确利用。

2·不只是蚊子具有这样的价值,很多虱类也同样属于嗜血性昆虫,当它们出现在犯罪现场时同样可以用于尝试提取宿主DNA,原理与蚊子相似。


——部分参考资料——

1·Coulson RM,Curtis CF,Ready PD,et al.Amplification and analy of human DNA present in mosquito blood meals. Med Vet entomol,1990,4:367~66.

2·Sato C,Furuya Y,Harada M,et al.Identification of human blood in mosquitoes.J Med Entomol,1993;29:1045~1048.

3·杜舟,徐振波,李晓斌,王欣,王传海:法律与医学杂志2004年第11卷(第2期)

4·伍新尧:高级法医学.郑州大学出版社,2002.251


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