热暴露后牙齿中 STR、SNP 和 mtDNA 回收的比较研究

《International Journal of Legal Medicine》：Comparative study of STR, SNP, and mtDNA recovery in teeth after thermal exposure

　　摘要火灾现场中生物样本的高温暴露会导致DNA显著降解，从而增加了通过DNA分型进行准确鉴定的难度。牙齿由于其高矿化含量而表现出相对的耐热性；然而，牙髓和表面血迹中核DNA（nDNA）和线粒体DNA（mtDNA）的关键温度-时间阈值及差异稳定性尚不明确。本研究将样本暴露于200℃-500℃下10和20分钟。采用STR-CE和MPS进行基因分型，并计算了标志物检出率和mtDNA测序覆盖度。在200℃条件下，将加热时间从10分钟延长至20分钟，使STR检出率从97.09%降至81.39%，SNP检出率从99.53%降至91.08%，mtDNA覆盖度从99.96%降至27.26%。在220℃加热10分钟后，nDNA仍保持100%的可检测性，mtDNA覆盖度达到76.48%。将处理时间延长至220℃下20分钟后，STR降至66.99%，SNP降至99.3%，mtDNA覆盖度降至28.84%，表明在200-220℃范围内，暴露时间对DNA完整性的影响强于温度。在250℃加热10分钟后，无法恢复任何遗传标志物。牙齿表面的血迹表现出较差的热耐受性。在200℃加热20分钟后，STR和SNP检出率分别降至72.58%和88.38%，而mtDNA无法检测。在220℃加热10分钟后，STR检出率为97.5%，SNP检出率达到100%，但mtDNA覆盖度仅降至16.9%；在同一温度下加热20分钟后，所有标志物均无法检测。从机制上看，mtDNA的热稳定性不如nDNA，这归因于缺乏组蛋白保护、高AT比例以及受热导致的环状构型破坏；其高拷贝数无法抵消这些结构缺陷。总之，对于火灾暴露的牙齿样本，应优先从牙髓中采集DNA；暴露时间应作为样本质量评估的参考；对于严重降解的样本，优先采用短片段MPS-SNP以提高法医个体识别效率。