記得十幾年前有齣電視影集在臺灣很受歡迎，影片主角叫做馬蓋先，他很聰明，每次都以科學技巧克服困難，化險為夷，電視觀眾也因此獲得許多知識。影集當中應用科學知識解決問題的情節並非憑空想像，在現實生活中我們亦經常碰到。例如仰賴科學知識與技巧的DNA鑑定工作，即在司法單位的辦案過程中具有重要地位。

自從一九五三年英國物理學家法蘭西斯．克立克（Francis Crick）和美國生物學家詹姆士．華生（James Watson）在英國《自然》雜誌發表DNA（去氧核醣核酸）雙螺旋結構模型和複製機制後，相關的研究應用已在法醫辦案、血緣鑑定、基因病變治療、無性生殖技術……等生物化學領域快速發展。而以DNA進行的基因序列比對，在協助打擊犯罪、追蹤查緝工作上亦已出現突破性進展。

例如困擾人們幾千年「孩子父親究竟是誰？」的問題，現在透過DNA鑑定即可真相大白，甚至過世者的非婚生子女跑出來要求確認親子關係時，司法單位也有能力查明真相。到底這當中所具有的科學依據和方法又是些什麼呢？欲了解詳情的，可從轟動一時的俄國沙皇尼古拉二世（NikolayVtoroy）一家人的身分確認故事中窺見一二，惟在此之前，必須先了解從人體上的哪些部位可萃取到DNA。

 

 

無論活著或死亡的人，甚至過世久遠者，都有機會從他們身上取得DNA。對於活著的人，其唾液、血液、指屑、毛髮……中有DNA；對於死亡的人，從死亡那刻起，身上細胞已開始遭到細菌破壞，DNA分子也開始裂解，但是只要肉身不壞，仍可萃取到DNA；萬一肉身已壞，如木乃伊，就必須從緻密骨裡萃取DNA。

為何緻密骨裡有DNA呢？簡單來說，人體骨頭分為海綿骨組織（spongy bone）與緻密骨組織（compact bone）。海綿骨周圍有許多骨髓，在人活著的時候，這些骨髓會造血，DNA也最多；但當生命結束時，這裡的細胞會很快地被細菌侵蝕，DNA即遭破壞。緻密骨正好相反，當骨母細胞長出來時，會立刻被鈣化，而且包埋在緻密骨組織裡，只要沒有骨質疏鬆或流失現象，這些細胞與裡面的DNA就一直被堅固地保護著。

總結來說，人在活著的時候，緻密骨裡的DNA數量不如海綿骨多；但當生命結束時，除非將人體放在強酸強鹼等惡劣環境下，否則藏在緻密骨裡的DNA不會完全裂解。所以說，需要鑑定古人身分時，可從緻密骨裡萃取DNA。

末代沙皇  行蹤成謎

提及確認沙皇身分的故事，可從一九一八年俄國共產黨發動革命，推翻俄國帝制說起。共黨革命發生的第二年，沙皇尼古拉二世和他的家人、三名隨從、一名御醫即行蹤不明，從此有關他們的謠言就開始流傳。直到70年後的一九八九年，有人宣稱距離中亞埃克脫林堡市30公里，一個公共墓地的11具骨骸是沙皇一家人的。翌年，俄國共產黨下臺。又一年，這個民間傳言被當時政治領袖葉爾欽知悉，他立即公開宣布，將以傳統東正教的國殤之禮重新安葬沙皇一家人。

命令公布之後，經濟疲憊的俄羅斯社會整個沸騰起來，支持與反對意見爭論不休，其中最大的爭議是：這些骨骸真是沙皇一家人的嗎？由於當年下達槍決命令的蘇維埃政權已經垮臺，骨骸中疑點甚多，而且與歷史紀載不符……於是，葉爾欽政府決定以DNA鑑定揭開真相。

俄國末代皇帝沙皇尼古拉二世26歲即位，當其骨骸被人找到並經DNA確認後，於一 九九八年重新安葬在聖彼得堡大教堂。

母系遺傳標記  粒線體DNA

整個查證工作從遺傳基因的鑑定開始。原來人類在傳遞「母系遺傳訊息」的卵子細胞裡，有一種物質稱為粒線體，當精子與卵子結合時，它就是受精卵中粒線體的來源。只要受精卵成長成為一個新個體時，新生命體中的粒線體DNA（mitochondrial DNA，簡稱mtDNA）就成為傳遞母系遺傳訊息的一個代表性標記。

尤其特別的是，在這麼久遠的時間裡，從上一代傳到下一代的遺傳過程中，mtDNA幾乎未因基因重組而產生過混合。萬一當中的基因序列出現改變現象，有可能是基因複製時發生錯誤，或是基因誘導突變所造成，而後者發生的機率雖比細胞核基因來的高，但亦微乎其微。就算真的發生基因突變，如果以兩個族群的mtDNA序列做比較，仍可獲知他們在何時有個共同祖先。因此，追查工作就從沙皇姻親的後代開始。

更明白一點說，沙皇姻親後代血液裡的mtDNA，是個極佳的追蹤線索，而歐洲社會長久以來的皇族通婚習俗，亦在這次工作中幫了大忙。因為，沙皇尼古拉二世的皇后亞歷山德拉（Aleksandra），正好和現任英國女王伊莉莎白的丈夫菲利普親王的外婆是親姊妹，所以，當工作人員將菲利普親王所捐血液中的mtDNA，與骨骸中的mtDNA比對後，立即確認出其中四具骨骸屬於皇后和三位公主的，之後，再從公主的DNA血緣關係調查中循線找到疑似沙皇的骨骸。

由於沙皇身分特殊，絕不容許絲毫差錯，所以，找到的疑似骨骸必須再和沙皇母系後代的mtDNA進行比對，其結果卻讓人大吃一驚–除了所有基因序列完全相同的mtDNA外，還有僅一個序列不同的mtDNA！究竟是怎麼一回事呢？當中有什麼蹊蹺嗎？這條線索出現了疑問，無法確認沙皇身分，所有工作必須重新來過。

幸好沙皇有個親弟弟在共產黨革命前因病去世，埋葬地點明確，因此在葉爾欽政府特許下，工作人員開棺萃取DNA進行鑑定。蒼天不負眾望，沙皇弟弟mtDNA的基因序列和沙皇的完全一樣，此兄弟二人竟然都有個相同的突變基因！至此真相大白，沙皇身分確認。

令人玩味的是，之前的檢測工作先後在英國劍橋大學和美國柏克萊加州大學進行，因另外發現一種mtDNA有一個序列不同，曾懷疑該鑑定工作的可信度，所以在進行第三次檢測時，特地將檢體送往美軍的一個DNA研究所。最後證實，真正原因出在沙皇的異質粒線體上，亦即一個人帶有兩種不同的mtDNA，並非兩間實驗室的錯誤。

DNA鑑定應避開盲點

如此看來，以DNA鑑定古人身分確實比較複雜，倘若要為活人做DNA鑑定就簡單許多，利用聚合酉每連鎖反應原理放大多個短重複系列基因區之後，工作人員只需從孩子的基因中排除母親的，就是父親的。雖說發生基因突變的機率不大，但也不完全排除基因突變的可能性。

如果孩子基因與父親基因比對後，出現一個或兩個不完全相符的基因時又該如何呢？此時鑑定人員會再測試多個不同基因區以增加鑑定的準確率，或計算基因的突變機率後才做研判。然而有趣的是，萬一發生此現象時，一般人大都偏向可能是基因突變的想法，但在辦案人員眼中卻有另一個大膽推測，雖不排除基因突變的可能性，但是，這件事是不是被指為父親者的兄弟所做的呢？就母系方面來說，其中的道理也一樣，同一位母親所生後代，其粒線體基因序列應該完全一樣，但也不排除基因突變的可能性，只是發生機率也很低。

一般常用的DNA鑑定法有兩種，最簡單的是「口腔黏膜鑑定法」。由於正常人的口腔細胞與其剛出生時完全一樣，所以只要一根棉花棒即可在口腔中取得DNA。但這方法不適合有嚼檳榔習慣的人，或已罹患口腔癌的人，因為這些人的口腔細胞有可能已經突變，必須改用「血液鑑定法」。

但是血液鑑定法也有盲點，此法對於接受過骨髓移植的人無效，因為這些人的血液已與捐贈者的血液相同。此外，此法對於剛接受過輸血的人在特定時間內亦無效，因為白血球需要二個星期，紅血球需要120天左右才能完成代謝，所以在這段時間內這些人不適合做血液DNA鑑定。

遏阻盜獵犀牛  科學方法助陣

除卻人類之外，DNA鑑定應用在動物身上時也為檢警人員帶來很大助益。二○○三年九月出刊的英國《新科學家》（New Scientist）雜誌中報導，新近研發成功的兩種科學鑑定法，有助於遏阻盜獵犀牛事件，其中之一是臺灣中央警察大學研究成功的DNA鑑定法，另一項是英國倫敦動物學會動物研究所（Institute of Zoology, Zoological  Society of London）研發成功的化學分析法。

眾人皆知，保護犀牛使其免於滅絕是全人類的共識，但卻有所不知，真要落實執行，卻是困難重重。就拿臺灣來說，這兒不是犀牛故鄉，對於犀牛保護區內加強巡邏的工作插不上手，但臺灣是個中藥盛行地區，免不了讓人懷疑，會不會有人將犀牛角磨成粉末販售之類的問題。所以，從阻斷或追緝犀牛角及其製品的不法交易行為來說，臺灣仍是個重點區域。

千萬別小看這件事，倘若在一、兩年前，想要證明一件物品是用犀牛角做成的幾乎不可能。儘管鑑定人員採用傳統的物理觀察法、蛋白質鑑定法、化學元素分析法進行鑑定，並將檢測結果呈送法庭，但是承審法官仍無法毫無條件地接受。正因為無法提出科學證據，無法明確證明查緝物中含有犀牛角成分，以至於無法將歹徒繩之以法，一直等到DNA鑑定犀牛角的方法出爐後，才大大鬆了一口氣！

 

 

盜獵猖獗  犀牛瀕臨滅絕

犀牛為什麼會滅種，為什麼需要保護呢？犀牛喜歡在泥漿裡打滾，屬於脊索動物門，哺乳綱，奇蹄目，犀牛科，是現今陸生動物中體型僅次於大象的第二大者。早在六千萬年前牠就出現在地球上，那時約有三十幾種屬種，只是到現在只剩下非洲的黑犀牛、白犀牛，亞洲的印度犀、爪哇犀、蘇門達臘犀等五個品種。而犀牛的數量，也從六○年代的十幾萬頭，銳減到現在的幾千頭。追究原因，應與歹徒為滿足人類欲望，不惜濫捕盜獵犀牛，取得稀有珍貴的犀牛角以賺取暴利有關。

例如，南亞的葉門人有一種習俗，他們習慣以犀牛角做成的匕首裝飾來表現自己的尊貴，某些有錢人則以擁有犀牛角雕刻品而自豪。另根據野生物貿易調查委員會對野生物藥材貿易的調查報告（Trade Record Analysis of Flora & Fauna in Commerce，簡稱TRAFFIC）顯示，由於中藥業者和使用者認為犀牛角粉可治療發燒、驚癇、痙攣等症狀，所以引起歹徒盜獵犀牛的貪念。而貧窮、內戰、主政者缺乏合作意願、保育資金短缺等，都是促成犀牛角盜獵及走私猖獗的原因。

 

比對基因序列  確認犀牛角

為了查緝不法，執法人員努力在科學鑑定上下工夫，皇天不負苦心人，終於讓科學家發現，在不同獸角如犀牛角、牛角、羊角、鹿角的DNA裡，存在一種「識別屬種特異性」的粒線體細胞色素b基因，只要將這段基因片段複製放大，並經序列分析、計算基因距離後，即可判別受檢體是屬於哪一種動物的哪一種品種。有時候相同品種的犀牛，在不同地區生活一段時間後，其基因序列有可能不完全一樣，此時仍可依據基因距離較接近者認定為受檢體屬種。

但為何能在犀牛角裡找到DNA呢？因為犀牛角是由毛狀角質纖維黏結而成的緻密毛髮（compacted hair）聚集組成，雖然被截取下來的犀牛角DNA分子會繼續裂解，而且，經過時間愈長，裂解程度愈嚴重。不過無需擔心，只要堅硬組織仍在，就算犀牛角被磨成粉末，其角質化細胞內殘存的DNA仍不至於完全裂解，這是能從犀牛角製品中萃取到DNA的原因。

由於DNA鑑定可藉助聚合酉每連鎖反應原理放大樣品，因此只需要幾奈克（ng）微量DNA的檢體即可進行，凡學過分子生物學的專家，只要分析出DNA序列數據，即可透過網際網路，免費且快速地從美國國家研究院的國家生物科技資訊中心（National Center for Biotechnology Information, NCBI）取得比對資料予以判讀，這是DNA鑑定法被接受的原因。

目前檢警單位在偵查犯罪和鑑定身分、血緣、保育類動植物等工作上，均已採用DNA鑑定法。惟應注意的是，一旦握有DNA證據後，是不是就鐵證如山了呢？不見得呦！雖然科學鑑定符合科學精神，但在提出數據時，仍需針對所有可能原因，以及有可能誤判或產生缺失的地方仔細推敲。因為，科學證據只能證明DNA的存在，或其可能來自同一個人，至於是在何種情況下造成的，仍需綜合各種因素做整體研判。犀牛角雕刻而成的藝術品