牙齿根表面无损自动化DNA提取方法的开发及其在法医人类学中的应用

为解决骨骼遗骸DNA提取过程中样本破坏性大、伦理争议多的问题，研究人员开发了一种针对牙齿根表面牙骨质层的无损自动化DNA提取方法。通过0.5 M EDTA脱矿和自动化纯化技术，从13-19世纪考古犬齿中成功获得74%的高质量短串联重复序列(STR)分型结果。该方法避免了传统研磨、钻孔操作，显著降低污染风险，为法医鉴定和古DNA研究提供了高效、伦理合规的技术方案。

　　

在法医人类学和考古学领域，骨骼遗骸的DNA提取长期面临两难困境：传统方法需通过破坏性研磨获取足量DNA，但伦理规范要求鉴定后的遗骸应完整归还亲属。牙齿作为最稳定的生物样本之一，其牙骨质层(cementum)虽被证实富含DNA，但现有技术仍需破坏性处理。这一矛盾在博物馆标本和战争遗骸鉴定中尤为突出，促使研究者寻求突破性解决方案。

来自斯洛文尼亚卢布尔雅那大学法医学院的Irena Zupani? Pajni?团队创新性地提出全牙浸泡式提取策略。研究选取62颗13-19世纪考古犬齿，通过化学清洗-UV消毒-EDTA脱矿-靶向裂解的组合方法，配合EZ1 Advanced XL自动化纯化系统，实现了对牙骨质层DNA的无损获取。关键创新在于利用犬齿单根结构的形态优势，仅通过液体处理完成DNA释放，样本完整性保持率达100%（如图3所示）。

技术方法核心包括：1）样本来自?rnomelj和Ljubljana两处考古遗址的62具成人骨骼犬齿；2）采用5% Alconox化学清洗与双面UV辐照去污染；3）0.5 M EDTA 37°C振荡脱矿12小时；4）G2缓冲液/蛋白酶K/DTT联合裂解体系；5）PowerQuant系统定量评估DNA降解指数(Auto/Deg ratio)；6）PowerPlex ESI 17 Fast System进行STR分型验证。

研究结果部分显示：

1. 1.

   DNA定量：80.6%样本检测到>0.5 pg/μL核DNA，Ljubljana样本降解指数(最高24)显著低于?rnomelj样本(最高58)，反映地域埋藏环境差异。

2. 2.

   STR分型：74%样本获得≥11个STR位点，其中30份为完整17个STR图谱，考古样本中罕见达到国际失踪人员委员会(ICMP)数据库录入标准。

3. 3.

   污染控制：5份提取阴性对照(ENC)均未检出STR图谱，且所有样本STR型与消除数据库无匹配，证实方法可靠性。

4. 4.

   组织特异性验证：13例配对颞骨岩部样本STR分型100%匹配，确认牙骨质DNA的内源性。

讨论部分强调，该方法相比传统技术具有三重优势：首先，避免物理破坏满足《人类遗骸DNA研究全球指南》的伦理要求；其次，靶向牙骨质层规避了牙髓降解问题，对长期埋藏样本更具普适性；最后，半自动化流程将操作时间缩短至24小时内，更适合法医实战。研究同时揭示，牙齿DNA保存与埋藏微环境密切关联，这解释了两处遗址样本成功率差异（?rnomelj 53% vs Ljubljana 44%）。

这项发表于《Forensic Imaging》的研究，首次实现考古牙齿STR分型与样本保全的双重目标，为战争遗骸鉴定、历史人物DNA分析开辟了新途径。其技术框架可延伸至法医齿科学领域，未来或可通过优化裂解体系应用于多根牙样本，进一步提升回收率。该成果标志着法医DNA提取技术向"无损化-自动化-伦理化"方向迈出关键一步。