陳力在生產車間向記者介紹法醫(yī)DNA檢測平臺的生產情況

　　12月3日，“GA118-16A型”國產法醫(yī)DNA檢測平臺在福建省福州市正式發(fā)布。這一檢測平臺打破了多年來外國公司在此領域的技術壟斷，在打擊犯罪等方面產生了深遠影響。在該檢測平臺的幕后，還有很多鮮為人知的研發(fā)故事

　　在一處案發(fā)現場，法醫(yī)小心地用工具夾取了粘在枕頭上的一根毛發(fā)，并迅速把它裝入證據袋中。隨后，相關的DNA數據在實驗室中被迅速檢測出來，犯罪分子迅速被警方鎖定。

　　這是如今美國電視劇中常見的橋段。

　　而在現實中，DNA檢測技術也早已成為最有效的刑偵技術手段之一。

　　來自公安部第一研究所(以下簡稱一所)的統(tǒng)計數字顯示，目前我國已建立超過400家DNA實驗室，年度受理案件10萬余起，檢驗檢材75萬余份，DNA數據庫規(guī)模也已超過1200萬人份。

　　令人遺憾的是，在上述400多家DNA實驗室中，包括DNA檢測平臺在內的關鍵設備全部來自進口。昂貴的費用不僅嚴重制約了DNA檢測技術在公安一線的推廣應用，也限制了我國法醫(yī)DNA檢測技術的進一步發(fā)展。

　　這一窘境已在一周多以前被打破—12月3日，“GA118-16A型”國產法醫(yī)DNA檢測平臺在福建省福州市正式發(fā)布。據業(yè)內人士評價，該平臺的應用將有效增強我國預防和打擊刑事犯罪的快速反應能力、犯罪證據認定能力以及物質條件保障的自給能力。

　　而在首個國產法醫(yī)DNA檢測平臺的幕后，還有很多鮮為人知的研發(fā)故事。

　　從血型到DNA

　　“世界上第一次將DNA應用在生活中是在1985年，在英國一個叫做拿波若的小鎮(zhèn)上發(fā)生的一起謀殺案中?！?9歲的趙興春對于DNA的歷史了如指掌，他甚至還寫過一本名為《DNA作證》的科普讀物。

　　不過，趙興春的主要身份并不是“作家”，而是我國DNA檢測權威部門、公安部物證鑒定中心(以下簡稱物證中心)的專家型官員。

　　趙興春告訴法治周末記者，在DNA技術應用到刑偵領域之前，刑偵領域主要是依據血型檢測和酶型檢測?！把痛蠹叶贾?，而酶型比血型要高級一些，是通過對蛋白進行分析—比如犯罪現場的精斑，因為每個人它里面含的東西不一樣?！?/P>

　　趙興春說，但不論是血型還是酶型，在進行區(qū)分的時候都無法做到像DNA那么準確。而DNA就像指紋一樣，有唯一性。

　　1989年，我國首次將DNA檢測技術應用到案件偵破工作中。在第一批案子中，有一個新疆女大學生的案子令趙興春印象尤為深刻。

　　“當時那個女學生一口咬定她的孩子是(和)一位老師(生)的。老師說不是，但又沒有辦法證明，因為血型不能確切證明是不是他的。后來，就做DNA檢測。”

　　趙興春說，此時的DNA檢測還是第一代技術DNA指紋圖譜技術，操作比較繁瑣，對樣本的要求很高，要抽一定量的血，而且需要用到同位素，對實驗操作者的身體傷害也比較大。

　　“后來檢測結果出來，孩子還真不是那個老師的……那個老師終于得以洗刷清白。當時，他因為被冤枉，好像都快(得)神經病了。”趙興春說。

　　1996年，趙興春進入物證中心，此時正趕上DNA檢測從第一代技術向第二代技術的過渡，國內的DNA檢測應用水平也跟著突飛猛進。

　　“因為第一代技術對檢材的量要求比較高，但在實際案件當中，它不可能給你準備那么大的量—物證量是很小的，所以必須要發(fā)展需要檢材比較少的技術。”趙興春解釋說。而新一代的熒光標記復合擴增技術實現了這一目標，它可以對DNA進行人工復制，來滿足檢測的要求。

　　受制于人造成“貴族檢測”

　　雖然DNA檢測應用水平和國際同步，但由于所有的設備、耗材還有試劑都源自進口，因而就留下了受制于人的隱患。曾經在一段特殊時期內，外國公司以技術原因為由斷供了試劑。

　　“人家說‘我們因為技術原因，產品生產不出來’。結果有好幾個月試劑沒法供應，我們想買也買不到?！壁w興春說。

　　更令人擔憂的是，在這種情況下建設國家DNA數據庫將面臨巨大的風險。趙興春舉例說，一旦某一天外國公司停止供應相關的設備材料，耗費巨資建成的國家DNA數據庫就瞬間癱瘓，之前的投資也相當于打了水漂。

　　“這個東西如果不能確保持續(xù)使用，就等于你沒有辦法去做DNA比對，也無法錄入新的DNA樣本，這樣就一下被打回了30年前。這就會對國家安全造成影響，破案的效率會大大降低?！壁w興春解釋說。

　　此外，由于技術壟斷，進行DNA檢測的相關設備、材料的價格也非常昂貴。

　　以作為消耗品的試劑為例，在2006年以前，一個容量為1毫升的試劑盒的售價高達4萬多元，價格遠超黃金，平均下來要每人份200多元。假設一個實驗室一年處理5000個樣本，每年僅試劑的開支就高達百萬元。

　　“第一儀器貴，第二試劑貴。所以對我們公安機關來說它是‘貴族檢測’，用不起。用不起怎么辦?只好有選擇性的。所以就只能用在殺人案上，大案就用一用，小案就靠別的其他技術手段?！壁w興春說。

　　在這種背景下，DNA檢測試劑的研發(fā)提上了日程。在趙興春和同事們的努力下，2004年12月5日，由物證中心自主研發(fā)的法醫(yī)DNA檢測試劑通過了公安部組織的驗收鑒定。

　　趙興春還記得，就在成果發(fā)布的當天，國外公司就立即把試劑的價格降低了一半，比他們自己國家的價格還要便宜?！八試a試劑是已經嘗到這個甜頭了，當然我們自己的試劑更便宜，平均下來只要50多元每人份?！?/P>

　　不過，為了保證利潤，外國公司又將儀器設備和耗材的價格提了上去。不僅如此，該公司還在自己的產品上添加了標簽并推出新的設備，而新的設備只能識別該公司自己的試劑。剛剛研發(fā)出來的試劑再次面臨受制于人的風險。

　　從零起步

　　2006年11月8日，在公安部時任領導的推動下，公安部啟動“118專項”。一所和公安部物證鑒定中心攜手接下了國產DNA檢測平臺的研發(fā)任務，并在此基礎上，繼續(xù)承擔了該領域科技部“十一五”國家科技支撐計劃“法醫(yī)DNA專用檢測平臺關鍵技術研究”項目。

　　據項目總師、一所研究員陳惠民介紹，整個項目被分成了硬件平臺、采集軟件、分析軟件、耗材4個課題，其中前兩個課題由一所負責，后兩個課題由物證中心負責，整個團隊大約有50多人，其中年輕人占大多數。

　　“跟試劑相比，我們對儀器的印象就是一個黑匣子。畢竟對試劑的應用我們還有一些了解?！标惢菝窀ㄖ沃苣┯浾咛寡?，研發(fā)的難度超乎想象。

　　由于有著產業(yè)化的成功經驗，龐曉東所在的一所安檢事業(yè)部得到了其中難度最大的硬件平臺和采集軟件的研發(fā)任務。當他和他的同事們聽到自己將要參與研發(fā)DNA檢測平臺時，他們的第一反應是“開玩笑”。

　　“做DNA測試儀?太開玩笑了。我們自己都覺得不可思議，什么都不懂?！饼嫊詵|笑著回憶說。

　　龐曉東2008年年初擔任安檢事業(yè)部主任助理。他告訴記者，他所在的開發(fā)團隊中有學電路設計的、光學設計的、結構設計的、軟件開發(fā)的，但都和DNA沒關系。和DNA“離得最近”的是做化學分析的，但化學分析與生物化學還是“隔行”。直到項目中后期，才有學法醫(yī)和生物化學的研究人員進入團隊。

　　在安檢事業(yè)部副主任、原開發(fā)部主任陳力看來，這些當時30歲左右的年輕人，由于大多剛剛碩士畢業(yè)參加工作，實際上相當于新人?！盎旧线@個團隊做研發(fā)，差不多是從零起步。什么都不了解，需要做哪些都不知道，水有多深也不知道?！?/P>

　　于是，找老師補課成為研發(fā)人員們的首要任務。研發(fā)的過程也成了一個不斷學習的過程。

　　“最開始找的是中國刑事警察學院的李樹老師，給我們連續(xù)講了一個星期?！饼嫊詵|說，雖然感到茅塞頓開，但仍然有很多東西不明白，于是大家又反復查資料、問問題?！拔镒C中心那邊也非常熱情，我們也跟著他們去學習，包括怎樣操作儀器?！?/P>

　　陳惠民告訴記者，正確的認識和理解是整個DNA檢測平臺研發(fā)的關鍵。“一旦我們理解了這個系統(tǒng)的工作原理，我們就能夠設計這個系統(tǒng)，通過實驗完善各個器件之間的關系，最后把要求的整個系統(tǒng)和指標做出來?！?/P>

　　“這么難的機器你們能做出來?”

　　龐曉東坦言，整個項目從頭到尾大家都承受了特別大的壓力—而這些壓力很大一部分來自于外界的質疑。

　　"這么難的機器你們能做出來?’很多人抱著看笑話的心態(tài)?！饼嫊詵|說，由于當時整個項目是保密的，這些質疑聲主要來自于公安系統(tǒng)內部，因此大家的壓力都特別的大。

　　而由于一切都是從頭開始，既沒有原理圖，也沒有可以直接參考的資料，再加上大部分研發(fā)人員沒有什么工作經驗，所以研發(fā)進展并不順利。尤其是光路的部分，在很長的一段時間內都沒有任何實質性突破。

　　陳力還告訴法治周末記者，部里對技術路線的安排也影響了研發(fā)的進度?！罢n題分成了一二三四，就是不僅要整體替代外國產品，還要分別替代，這就把我們給‘框死了’。因為你得考慮兼容問題，不能自成體系?！?/P>

　　陳力解釋說，之所以有“分別替代”的安排，是因為研發(fā)的風險比較大。這樣一來，某一課題的失敗不會影響到整個項目—即使做不出來，還可以用進口的產品替代。

　　此外，由于整個系統(tǒng)涉及光、機、電、生化等多個方面，極其復雜，因此原本分解完成的各個部分往往各自獨立檢測能夠通過驗證，但相互結合的時候又會出現適應性方面的問題，需要反復修改、磨合。

　　“從2007年開始預研，一直到2010年還沒有成型的東西拿出來。包括我們自己內部有些人都動搖了。2010年2月份的時候，小組內也開始有人提出疑問，能做出來么?而且這種聲音的比例還挺大。”龐曉東回憶說。

　　陳力告訴記者，由于項目涉及的專業(yè)領域太多，各個專業(yè)之間隔行如隔山，有的部分雖然直接負責的研發(fā)人員有信心，但其他專業(yè)的人會質疑?！爸挥袠訖C出來才能確認能否做得了，大家才都有信心”。陳力說。

　　于是，為了穩(wěn)定軍心，項目組決定要盡可能快地做出一個樣機出來。

　　“即使天天晚上加班也一定要把它做出來。自己的軟件不行，就先用國外的軟件連著;光路(部件)不行，先拿國外的光路(部件)用著。無論如何要能看到這么個東西?！饼嫊詵|說。

　　2010年5月，第一臺樣機正式誕生。雖然這臺樣機的性能還沒有達到國外同類產品的水平，但已經表明，這些年輕人也可以做出這樣一個高端的科學儀器來，這給了研發(fā)團隊極大的信心，外界的質疑聲也小了很多。

　　成功背后的付出

　　事實上，除了在研發(fā)方面要突破重重阻礙，把設計出來的圖紙變成實實在在的產品同樣面臨著相當大的困難。尤其是DNA檢測平臺屬于精密儀器，對零部件加工的要求很高。

　　以熒光激發(fā)系統(tǒng)來說，該系統(tǒng)用于引導激光激發(fā)毛細管陣列內的樣品熒光標記，要求激光會聚精度高達10微米。

　　“雖然我們可以把嫦娥送到月球上去，但實際上我們在基礎方面的差距仍然很大。像我們有的東西不是不想做，但國內加工水平做不了?！标惲Ω嬖V記者，我國的科學儀器領域比國外要落后二三十年，而這種落后不僅有設計能力的落后，也包括加工能力的落后。

　　所以，找一個合適的加工廠加工出合格的零部件，成為這些研發(fā)人員必須要過的一個坎兒。但往往卻是，有加工能力的大廠因為數量太小而不愿意接手;而那些愿意接手的，加工能力又達不到要求。

　　“你比如說這個針閥，看起來很小，但結構卻很復雜，而且必須做到高壓密封，要能承受100個大氣壓。”常海龍負責結構設計，他告訴記者，一個零部件的加工常常需要多個來回的反復溝通。很多研發(fā)人員甚至干脆跑到廠里盯著。

　　其實不光是零部件的加工，包括整個DNA測試平臺的搭建也全靠研發(fā)人員自己動手。龐曉東說，尤其是后期樣機試制階段，同事們每天加班到深夜是再正常不過的事情，不少人都是帶病堅守。

　　最終，等到第五臺樣機組裝出來的時候，整機的性能已經達到設計要求，有些方面像光學性能的效力甚至已經超過國外設備同類部件的性能，研究任務基本完成。

　　2012年10月，整個項目順利通過了驗收?！捌叫袦y試的結果顯示，我們的設備和國外同類設備在檢測結果上基本一致?！标惲φf。

　　“研發(fā)團隊的年輕人放棄了很多。這個事情就是不斷地產生想法，不斷地試驗，不斷地驗證，然后不斷地解決問題的一個過程，這就需要大量的時間和精力。周末不休息都是經常的狀態(tài)，甚至包括親人去世、家人生病時，都沒能請假?！标惢菝窕貞洝?/P>

　　陳力也笑著對記者說，研發(fā)團隊里的年輕人正好趕上了戀愛、結婚或生孩子的時光，很多人甚至為了項目把生孩子的事情都推遲了?！拔覀冇行r候開玩笑說，這個項目已經生出八九個孩子了。”

　　不僅僅能震懾犯罪

　　2013年上半年，公安部刑事偵查局、科技信息化局等聯合組織上海、福建等10個省市公安機關DNA實驗室對“GA118-16A型”國產法醫(yī)DNA檢測平臺進行了測試。

　　測試表明，該檢測平臺及配套耗材已可以滿足我國法醫(yī)DNA檢測應用需要，整體性能達到了國外同類先進技術產品水平，可以替代國外同類產品，徹底打破了國外企業(yè)的壟斷。

　　后據公安部第一研究所所長仇保利介紹，該項目先后投入科研經費達1.4億元，實現了多項重大關鍵技術突破，已獲得發(fā)明技術專利40余項，形成了具有完全自主知識產權的關鍵技術體系，填補了國內相關領域技術的空白。

　　“在實際應用當中，就是可以縮短破案周期，節(jié)約成本投入。如果能夠在第一時間內提供檢測結果，就能快速鎖定破案的方向。”趙興春說。

　　在趙興春看來，雖然目前國內已經建立了400多家DNA實驗室，但就公安偵破工作來說，還遠遠不夠。而國產DNA檢測平臺的發(fā)布將有助于建設國家DNA數據庫和更多的DNA實驗室，偵破更多案件。

　　“事實上，DNA技術最大的一個貢獻就是能夠起到一種震懾犯罪的作用—它讓人不敢犯罪，因為你(如果)犯了(罪)就會被繩之以法?，F在每一起命案背后都會有DNA技術的身影，大量的案子也得以偵破。尤其是這兩年，命案發(fā)生率有了明顯的下降。”趙興春說。

　　陳力也告訴記者，雖然法醫(yī)是DNA檢測平臺應用的主要領域，但在社會其他領域例如醫(yī)療、科研等也有著廣闊的前景。

　　“比如在疾病的診斷中，DNA檢測可以做輔助判斷，看基因里面得哪種病的概率比較高。像之前美國的電影明星安吉麗娜·朱莉就做了預防性的乳腺切除手術。”陳力說。

　　不過，趙興春也坦言未來還面臨著很多挑戰(zhàn)?！霸瓉硎菈艛嗟?，用戶可能不敢在人家(外國公司)面前提的要求，現在會提出來。我們剛剛起步，就像步履蹣跚的嬰兒，人家已經是成人了。但是用戶會拿成人的標準衡量你，所以這就要你快速地成長起來。”

　　陳惠民也表示，下一步就是要繼續(xù)把DNA檢測平臺做好，盡快建立起自己的產品線和國外的產品進行競爭。

　　“作為科研人員，我們當然希望自己做出來的東西能夠有用，能夠被社會所接受。在推廣過程中也會遇到各種各樣的問題，我們也會去改善。同時也會注重新技術的開發(fā)，因為如果一項技術被新技術替代了就沒有生命力了?！标惢菝裾f。