自1985年多基因座DNA檢驗技術(shù)(MLP)開始應用于法庭科學,英國就試圖用DNA技術(shù)建庫,并且以此技術(shù)為基礎(chǔ)建立了DNA數(shù)據(jù)庫BIOTRAC系統(tǒng),但由于這項技術(shù)重復性差,技術(shù)路線復雜,無法滿足建庫的要求。相比之下,單基因座DNA分析技術(shù)(SLP),不同個體僅為1或2條帶,重復性相對較好,對其進行標準化規(guī)定后,接近建庫要求。90年代初英國FSS建立的DNA數(shù)據(jù)庫及美國FBI建立的DNA聯(lián)合索引系統(tǒng),采用的技術(shù)就是SLP遺傳標記系統(tǒng),但SLP技術(shù)對建庫這一高標準的系統(tǒng)仍存在嚴重缺陷,如等位基因片段長度呈連續(xù)分布,片段長度、測量誤差等實際問題無法解決,不同實驗室者、不同實驗室結(jié)果難以比對,甚至同一檢材出現(xiàn)不同結(jié)果。該技術(shù)操作復雜,自動化程度低,對檢材要求較高、靈敏度低,無法適應建庫的需要。正因為如此,早期的DNA檢驗分型結(jié)果不能以標準的、可重復的數(shù)碼形式記錄,難以進行數(shù)據(jù)建檔。90年代中期建立的PCR-STR分型使建庫有了新的希望,STR基因座具有等位基因片段長度短、通過聚丙烯酰胺凝膠可以精確測定等位基因片段長度、等位基因頻率分布呈離散型,可對等位基因用標準統(tǒng)一的命名方法等優(yōu)點,實現(xiàn)了結(jié)果比對的數(shù)字化,確保了檢驗結(jié)果的準確性與重復性;同事STR檢驗結(jié)果靈敏度極高,對微量、陳舊、腐敗檢材均可有效地擴增分型。在同一反應體系中可以對多個STR基因座進行復合擴增,而后進行同步分型,極大地降低了工作強度,節(jié)約了檢材,這些優(yōu)點對建立高質(zhì)量的DNA數(shù)據(jù)庫極其重要,使建立法醫(yī)DNA數(shù)據(jù)庫成為現(xiàn)實。
英國FSS為世界上首先建庫的國家,1987年用多為點探針(MLP)指紋技術(shù)建庫,1990年用單位點探針分析技術(shù)建庫,形成了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)庫,并串并了100多宗案件,證明了不同地點案件之間的關(guān)聯(lián)性。但由于技術(shù)本身難以建立標準化、數(shù)字化的質(zhì)量控制體系,故一直未能進行大規(guī)模建庫。自90年代初FSS就開始尋找更有利于建庫的有效方法,吸收更有利于建庫的遺傳標記,如cetus公司推出的DQa雜交系統(tǒng)。90年代中期,FSS研究推出了4個STR位點即:HUM vWF31/A、HUM THO1、HUM F13A01及HUM FES/FPS,TDP值可達1/10000。在此基礎(chǔ)是昂,于1995年研制了第二代熒光標記復合擴增系統(tǒng)(SGM),包括HUM THO1、D21S11、D18S51、D8S1179、HUM vWF31/A 、HUM FGA基因座及性別基因座,這一遺傳標記系統(tǒng)的建立時真正開始DNA建庫的基礎(chǔ),鑒別力可達5*10-8,結(jié)合研究的第三代復合擴增系統(tǒng)(TGM),總體鑒別力可達10-15以上。
美國的CODIS系統(tǒng)最初建庫選用的遺傳標記系統(tǒng)也是單位點RFLP技術(shù),正式建庫選用的復合擴增體系是有PE公司的Amp FLSTR Profiler與cofiler,profiler kit包括vWA,FGA,D8S1179,D21S11,D18S51,D5S818,D13S317,D3S1358,D7S820九個位點,Cofiler Kit包括D3S1358,D7S820,D16S539,THO1,TPOX,CSF1P0六個位點,并分別包括性別位點。Profiler Kit鑒別力可達10-16,Cofiler Kit鑒別力大10-6.兩個Kit中有2個位點相同,起到內(nèi)對照作用,故codis系統(tǒng)選用的遺傳標記系統(tǒng)含13個STR位點。目前幾乎所有建庫的國家及地區(qū)都以英國和美國建庫選用的遺傳標記系統(tǒng)為首選方案。
從英美等國家建立DNA數(shù)據(jù)庫對遺傳標記的選擇經(jīng)驗來看,必須選擇多態(tài)性高、分型穩(wěn)定、重復性好、結(jié)果可數(shù)字化、易于標準化及質(zhì)量控制的系統(tǒng)。在篩選STR基因座時,應遵循以下一些基本原則:(1)DP值大于0.9(或觀察雜合度大于0.7),(2)等位基因片段在90-500bp范圍,(3)染色體定位明確,所選系統(tǒng)內(nèi)各位點不存在連鎖關(guān)系,(4)結(jié)果可靠,分型明確,重復性好,(5)復雜性STR位點如ACTB2,因重復單位有1-4bp多種形式,存在著長度相同,而基因型可能不同的問題,數(shù)據(jù)不呈離散性,一般不做建庫首選位點。(6)遺傳變異率低,其變異率應小于0.2%。