破案新利器：神奇的“微生物云”

俞靜

每個人的身上都圍繞著由微生物組成的“微生物云”。就像指紋一樣，每個人的“微生物云”都是獨一無二的。

犯罪現(xiàn)場，狡猾的罪犯清除掉了所有的指紋和DNA痕跡。但是沒關(guān)系，盡管現(xiàn)場沒有遺留下任何看上去可供調(diào)查的線索，但犯罪嫌疑人在不知不覺中留下的微生物或?qū)⒊蔀樗缸镄袨榈拇_鑿罪證。

最新研究發(fā)現(xiàn)，每個人身上都圍繞著獨有微生物組成的“微生物云”。無論你走到哪兒，都會把專屬于你自己的“微生物云”帶到哪兒。未來，每個人獨特的“微生物云”也許可以像指紋一樣成為個人身份的識別特征，空氣中的微生物痕跡將成為法醫(yī)和刑偵人員在犯罪現(xiàn)場進行調(diào)查的一大助力。當(dāng)今科技已能夠探測到這些“微生物條形碼”，如何開發(fā)利用“微生物云”正是法醫(yī)領(lǐng)域內(nèi)的研究人員努力的目標(biāo)。

2025年，一家破舊小旅館的一個房間內(nèi)，兩名警方偵探正在查看橫躺在地板上的一具尸體，現(xiàn)場掃描勘察一無所獲?！皼]有指紋，也沒有DNA。他已經(jīng)仔細地清理掉了所有的現(xiàn)場痕跡，顯然兇手是個反偵察能力很強的家伙?！币幻煺f。

與此同時，他的同伴正在用一個微生物傳感器掃描著房間里發(fā)出霉味的空氣。傳感器屏幕顯示結(jié)果：數(shù)據(jù)匹配?！笆撬?小時前他和他的女朋友一起回來過這里。”

就像這位“運氣不好”的嫌疑犯一樣，在我們所經(jīng)之處，都會留下我們特有的“微生物云”的痕跡——在我們的身體周圍，環(huán)繞著一群肉眼看不見的如一片云層般的細菌、真菌和病毒。在我們四處活動的過程中，這些微生物會不可避免地轉(zhuǎn)移到我們所接觸過的一切事物上，轉(zhuǎn)移到和我們見過面的人的身上，甚至轉(zhuǎn)移到我們所經(jīng)過之地的空氣中，它是我們在空氣中留下的云霧狀“名片”。最近科學(xué)家正在探索破解這種云霧狀名片中所包含的信息，通過這些無處不在的“微生物云”痕跡讓犯罪分子無處隱身，給人們提供一個更安全更和諧的社會治安環(huán)境。

環(huán)繞每個人身體的“微生物云”都是獨有的嗎？它們之間有什么明顯區(qū)別嗎？研究人員指出：它們之間的區(qū)別就像紅酒和啤酒，是很好區(qū)別開來的，足以用來鑒別犯罪嫌疑人的身份。

每個人都有專屬于自己的“微生物云”

好多年前，人們就已經(jīng)知道，人體內(nèi)生活著大量微生物，這些微生物加在一起的重量相當(dāng)于我們的腦袋那么重，而且每個人體內(nèi)的微生物構(gòu)成都是獨一無二的。研究發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)微生物的平衡對人體健康有很大的影響。例如國外近年來出現(xiàn)的一種被稱為“菌群平衡”的醫(yī)治手段。因體內(nèi)微生物群落失衡而致病的患者可通過用健康志愿者從糞便中提取出的正常菌群注射到腸道，令自身的腸道菌群重新恢復(fù)平衡。但是我們不知道的是，當(dāng)這些體內(nèi)微生物飄離體外時，會發(fā)生些什么呢？

如今“微生物云”的神秘面紗正在被一點點地揭開。研究發(fā)現(xiàn)，我們身體周圍都有專屬于每個人的、可識別的皮膚微生物生態(tài)系統(tǒng)，這些被我們的身體廢棄的微生物環(huán)繞著我們的身體，形成一層“微生物云”，也被稱為體外菌群。隨著時間的推移，這些微生物會漸漸發(fā)生一些改變，但與兩個不同個體之間“微生物云”的不同相比，這點變化小到可以忽略不計。哪怕是同卵雙胞胎，他們的皮膚微生物組合也有明顯的不同。不同個體的“微生物云”之間的區(qū)別就像紅酒和啤酒的區(qū)別;就像不同品牌紅酒的味道可能會有些微妙差別，但你絕對不會將它與啤酒混淆。

即便犯罪嫌疑人在觸碰過某樣?xùn)|西過了很長時間以后，仍足以讓刑偵人員鎖定他。美國科羅拉多大學(xué)一個研究團隊在2010年的一項實驗中，成功地將人們遺留在電腦鍵盤和鼠標(biāo)上的微生物“簽名”與它們的主人——270名志愿者——對應(yīng)起來，即使是在他們用過這些電腦幾個星期之后。

美國俄勒岡大學(xué)的詹姆斯·梅多的研究團隊在2014年的一項實驗中，以預(yù)先得到的志愿者DNA，與人們留在電話上的微生物DNA，以及“主人”食指上的微生物DNA進行比對，匹配率高達82%。一年以后的另一項研究結(jié)果顯示，通過對微生物群落進行檢測，可以精確確定電話和鞋子的主人。

對于正在偵查兇殺案現(xiàn)場的刑偵人員來說，最近關(guān)于“微生物云”的這一系列研究結(jié)果顯示的前景十分誘人。梅多的研究團隊在一項實驗中，對一間實驗室進行了除菌處理，并配備了CSI（犯罪現(xiàn)場調(diào)查）專用塑料墻體。然后讓志愿者在椅子上坐4個小時，在此期間，空氣過濾器和微生物收集器不斷地從受試者身體周圍收集微生物樣本。為使比較結(jié)果更準(zhǔn)確，每位志愿者都被安排穿上了統(tǒng)一消毒配發(fā)的衣物，包括背心、短褲和人字拖。然后，研究團隊對志愿者的“微生物云”DNA進行測序，并進行分類和比對。

“結(jié)果好到令我們簡直難以置信?！泵范嗾f道。大多數(shù)人都可以通過他們散發(fā)到周圍空氣中的微生物來確定他們的身份。其中，有的人散發(fā)的微生物碎屑比其他人多。另外，實驗中志愿者們坐的時間越長，互相之間的“微生物云”的區(qū)別也越明顯，越好區(qū)分。另一項實驗在進行了90分鐘后，就顯示出了可比較的結(jié)果。梅多說：“許多科學(xué)實驗在成功之前，都會經(jīng)歷多次失敗，但這方面的研究實驗至今為止一直都非常成功。”

雖然檢測DNA是法醫(yī)科學(xué)調(diào)查中的重要依據(jù)，但卻無法告訴我們某人是否曾在某個地方出現(xiàn)過，也無法判斷當(dāng)事人家里是否養(yǎng)有寵物狗或?qū)櫸镓?。而你皮膚上的微生物，以及你周圍的“微生物云”，將成為識別你身份的條形碼。在可以預(yù)見的未來，只要在現(xiàn)場收集一些塵埃樣本，就能獲得這類信息。

身份證明——微生物“條形碼”

“飄浮在空氣中的微生物要比在皮膚表面和腸道里的微生物少得多?！泵范嘌芯繄F隊中的羅克珊那·?；f道，“給一個人的‘微生物云測序是一件相當(dāng)困難的事，但隨著技術(shù)進步，微生物測序速度將會越來越快?！?/p>

“所有這些意味著，你皮膚上的微生物，以及你周圍的‘微生物云，將成為識別你身份的條形碼。但這還不是微生物破案能力的全部。其他一些研究顯示，我們的‘微生物云保留著我們一切活動的痕跡，包括我們?nèi)ミ^哪里，與什么人見過面等。例如，當(dāng)我們與他人接觸時，互相都會沾上對方的微生物?！泵绹又荽髮W(xué)的羅布·奈特說道。他對生活在一起的人們的“微生物云”做了許多研究。奈特發(fā)現(xiàn)，家庭成員生活在一起，特別是夫妻之間，會共享更多的微生物，比較突出的是皮膚微生物。

奈特還調(diào)查了我們在家里走動時微生物是如何從我們身上蹭掉的。奈特說這其實很簡單：“當(dāng)我們進到家里放下手里的東西，同時被‘放下的還有我們身上的微生物。”這意味著未來有一天，案發(fā)現(xiàn)場的微生物數(shù)據(jù)能夠告訴刑偵調(diào)查人員，什么人在這里住過、和誰在一起，甚至還能判斷是否養(yǎng)有寵物等。起碼，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的微生物會作為一種輔助證據(jù)，可用來縮小嫌疑人范圍，然后調(diào)查人員可更有針對性地收集更多證據(jù)，如DNA證據(jù)。

“微生物云”的研究從實驗室走向法庭，是一個很大的進步。最近，專家正在探索微生物在未來犯罪現(xiàn)場調(diào)查中發(fā)揮作用的可能前景---微生物法醫(yī)科學(xué)，它是繼DNA之后又一個重大飛躍？答案是肯定的。未來，法醫(yī)只要在現(xiàn)場收集一些塵埃樣本，就能獲得更加豐富的信息。

前文說過，即使是同一個人的兩份微生物樣本也不會完全一致，因為細菌細胞和病毒的基因組在繁殖過程中會不斷發(fā)生變異。因此想要通過微生物樣本抽絲剝繭，尋找到其中的聯(lián)系，必須同時在數(shù)以百萬計的不同微生物之間進行比對匹配，以確定它們之間是否存在密切聯(lián)系。

斯托西認(rèn)為，“微生物云”法醫(yī)科學(xué)革命的即將到來，得益于基因測序和比對技術(shù)的飛速發(fā)展，一種叫作“種系遺傳分析”的技術(shù)已在法庭出現(xiàn)。例如，在一起強奸案中，被指控的嫌疑人患有艾滋病，而受害者如今也被查出感染了艾滋病毒。公訴人可以同時出示嫌疑人和受害者的樣本為證據(jù)，甚至還可以加上嫌疑人其他性伙伴的樣本，通過對樣本微生物變異的比較，建立起其“遺傳系譜”，如果能證明受害人樣本中的微生物正是嫌疑人樣本微生物的“后裔”，這些微生物樣本就將成為確定犯罪嫌疑人的確鑿證據(jù)。

在給強奸案中的犯罪嫌疑人定罪時，這類證據(jù)很有用。21世紀(jì)初，通過這一方法將西班牙一名喪心病狂的麻醉師收入法網(wǎng)。這位名叫胡安·梅奧的麻醉師患有丙型肝炎，他先是給自己注射了嗎啡，然后用這根感染了丙肝的針頭給275名病人注射，讓他們都感染上了丙肝。最后梅奧被判坐牢1933年。大約同一時期，通過種系遺傳分析技術(shù)，給美國一名胃腸病學(xué)家的定罪提供了證據(jù)，他意圖通過注射感染了艾滋病毒和丙肝的血液謀殺他的情婦。

“微生物云”法醫(yī)學(xué)進行犯罪現(xiàn)場調(diào)查活動時，首先要建立幾萬種不同微生物的“家族系譜圖”，從中發(fā)現(xiàn)它們之間的各種聯(lián)系。“微生物云”的波動情況，將成為人們活動軌跡的見證。人們的衣物，甚至他們穿過建筑物去過犯罪現(xiàn)場的路上都有可能留下他們“微生物云”的痕跡。這是一種強大的破案工具，它神奇得令人難以置信。

利用“微生物云”確定人們身份、鎖定人們的活動軌跡，以及作為證據(jù)得到法庭認(rèn)可還有很長的路要走。而且為確定某人是否在罪案現(xiàn)場出現(xiàn)過，需要采集處理大量數(shù)據(jù)，收集各種樣本，在這些過程中都有可能產(chǎn)生觸及個人隱私等種種問題。

“微生物云”破案的未來

還有一些基本的問題尚待解決。例如，“‘微生物云的傳播范圍有多遠？它會擴散到整個房間里，還是只環(huán)繞在你的周圍呢？”?；f道。

另一個問題是，既然微生物菌群是在不斷的變異之中的，那么建立微生物數(shù)據(jù)庫還有意義嗎？梅多認(rèn)為，在人們的“微生物云”中，應(yīng)該有一個能始終如一標(biāo)志我們身份的核心部分，如何開發(fā)利用這個相對穩(wěn)定的“恒定信號”是一個問題，他認(rèn)為機器學(xué)習(xí)算法也許可以提供幫助。

即使“微生物云”證據(jù)能走上法庭，仍然難免會出現(xiàn)“假陽性”或人為操作失誤等問題。在DNA作為證據(jù)最初出現(xiàn)在法庭上時，也曾有過因分析錯誤、陪審團對這一新技術(shù)的陌生等而導(dǎo)致一些有問題的證詞和判決的案例。同DNA證據(jù)一樣，“微生物云”證據(jù)也有被錯誤解釋或受到陪審團質(zhì)疑的可能。

而且，越是對“微生物云”熟悉了解的人，越有可能鉆其中的空子或漏洞，有的犯罪嫌疑人會謹(jǐn)慎地消除和混淆現(xiàn)場“微生物云”的痕跡，例如，故意穿上其他人的衣服，或者將對手的“微生物云”噴灑在整個房間里等。也許我們還要耐心等待一段較長的時間，“微生物云”才能真正成為警方破案的有力助手和利器。

法醫(yī)破案小知識

對犯罪現(xiàn)場的微生物組合的分析有助于鎖定一些關(guān)鍵性的犯罪證據(jù)。

死亡時間

根據(jù)尸體的僵直度和溫度判斷死亡時間的驗尸方式有可能將淡出歷史舞臺。這種我們目前仍然在使用的判斷死者死亡時間的方法可追溯到19世紀(jì)，主要是根據(jù)尸體分解的“漸進性壞死”來做出判斷。

美國得克薩斯州應(yīng)用法醫(yī)學(xué)研究所是世界上最大的戶外人類遺體分解研究實驗室。在最近發(fā)表的一篇研究論文中，這個研究所的研究人員對死亡腐爛25天后尸體皮膚上的微生物進行分析提供的死亡時間可精確到4天之內(nèi)，雖然可達到與其他現(xiàn)代檢測分析手段同等的準(zhǔn)確度，但還有很大的提升空間。

該研究還表明，尸體還會改變周圍土壤的微生物群落。在不久的未來，微生物云將有助于確定埋尸地點或判斷是否為案發(fā)第一現(xiàn)場、尸體是否被轉(zhuǎn)移過等。

“沾泥的鞋子”

在許多警察破案的電影或小說中，都會出現(xiàn)一雙被丟棄的沾泥的鞋子。但它究竟是罪犯埋尸后丟棄的作案證據(jù)，還是只是有人侍弄花草穿過的鞋子呢？

法醫(yī)學(xué)家他們早已知道如何通過兩份土壤樣本中的微生物是否匹配來得出結(jié)論，一份當(dāng)然是取自沾泥的鞋子，另一份取自案發(fā)現(xiàn)場。土壤的顏色，以及土壤的新鮮程度都能說明一些問題，但土壤中的微生物線索可幫助警方發(fā)現(xiàn)未知的犯罪現(xiàn)場。因為，不同地方土壤中的微生物構(gòu)成是明顯不同的。法醫(yī)學(xué)家甚至可以通過分析土壤微生物構(gòu)成和繪制分布圖，來縮小偵查范圍。

現(xiàn)場遺留的體液

判斷現(xiàn)場留下的印跡究竟是什么，是精液還是別的什么體液，往往能給一件疑案帶來重大突破口。但留在犯罪現(xiàn)場的這些痕跡有的已經(jīng)經(jīng)歷了很長時間，有可能離案發(fā)當(dāng)天已過了好幾個星期，也有可能好幾種體液混雜在了一起。傳統(tǒng)檢測方法是在這些印跡中尋找生物分子，但敏感度不高，有時甚至無法可靠區(qū)分陰道分泌物和唾液。

如今人們有了更好的解決辦法。每種不同的體液都有自己不同的微生物群落，研究表明，通過對核心微生物的DNA測序，可有效區(qū)分現(xiàn)場遺留的體液是唾液還是陰道分泌物，因為體液中微生物的生存時間要比生物分子長得多。