罪犯DNA数据库计算机检索系统
作者：沈渭忠 李 莉 林 源 阙庭志
单位：司法部司法鉴定科学技术研究所，上海200063
关键词：罪犯DNA数据库；软件；检索
法律与医学杂志990104 【摘要】目的 开发供输入、输出和检索罪犯DNA遗传特征的计算机软件包。方法 用中文Visual Foxpro 3.0数据库开发软件编程，在建立罪犯DNA数据库的基础上，根据STR基因型的类型，设计成显示、增加、编辑、查询、打印和退出等程序模块，并由主程序调用。结果 提供一套在中文Windows 98环境支持下的、全屏幕菜单提示和操作的罪犯DNA数据库计算机检索系统，它能有效地用于罪犯身份的识别。
Computer index system of criminal DNA database Shen Weizhong, Li li, Lin Yuan, et al. Institute of Forensic Sciences, Ministry of Justice of P.R. China, Shanghai， 200063
, 百拇医药
【Abstract】Objective To design an index system of criminal DNA database with the function of importing, exporting and searching the convict's DNA inheritance. Methods Using Chinese Visual Foxpro 3.0, the index system was developed. Then, the DNA database was built up depending on genotypes of STR loci such as D3S1358, D5S818, D13S317, TPOX, CSF1PO, FGA etc. There are modules of display, addition, compilation, inquiry, print and quit in the program under control of primary program. Results The index system of criminal DNA database supported by Chinese Windows 98 was obtained. This system can not only provide dynamic information but also increase dynamic information on criminal DNA. Conclusion This index system have the advantage of accuracy, high speed, simple operation, it can provide effectively evidence to criminal individualization.
, 百拇医药
【Key Words】Index system Criminal DNA database Software
一、引言
自从80年代末引入PCR扩增、DNA分型技术以后，我国法医学个体识别的检验水平得到了飞速的发展，这是因为DNA检测技术具有灵敏度高、特异性强、速度快、需要检材量少、适用于各类陈旧性生物检材等优点，故能被广泛地应用于司法鉴定实践。建立“罪犯DNA数据库”是该技术在实践中的具体应用，亦是将高科技应用于司法鉴定领域的必然趋势。国外的同类研究要比我国早十来年。英国是国际上第一个建立“罪犯DNA数据库”的国家，以后加拿大、新西兰亦相继建立，但以美国的发展速度为最快。在过去的7年中，美国已有三分之二的州建立了“罪犯DNA数据库”。美国联邦调查局(FBI)已通过了一个称作“CODIS”的系统，用以促进各州数据库之间的联系。1994年，美国国会还批准了“DNA鉴定法案”，从立法上保证了各州“罪犯DNA数据库”的建立和测试标准，并计划在1996～2000年内，向各州提供大约4000万美元用以完善“罪犯DNA数据库”，另向FBI提供大约2500万美元用以发展和改进“CODIS”系统[1，2]。与传统的指纹库相比，DNA检测具有取材方便、更微量(pg级DNA量)、更精确(全部数码化信息)、个体识别率更高(10个位点同步检测，DP值大于99.99%)等优点。侦查破案人员可以像以往的指纹检索一样，将案发现场送检材料中的DNA检测结果与已有的“罪犯DNA数据库”中的资料作对照，匹配相应的记录。从而为公安、检察机关快速破案提供十分有力的侦察手段，DNA的检测结果也是法庭上常用的最有说服力的证据之一。
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几年来，我所利用PCR扩增、DNA分型技术，通过检测法医物证检材中DNA的遗传特性，为司法实践提供了新的侦查手段，解决了几百例全国公检法司机关委托的疑案和大案。目前，我所用于DNA分析的基因位点既有序列多态性位点，又有扩增片段长度多态性位点。现已建立了复合扩增技术，能对多个基因位点同步进行检测分型。经我所多方面努力并参与的“罪犯DNA数据库”研究项目，经上海市科委批准和资助已经立项。其中，开发强有力的查询犯罪记录的计算机检索系统是本研究项目的重要组成部分。
二、数据库的建立
(一)数据库的存储结构
“罪犯DNA数据库”研究的基本内容是对在押犯人或作案嫌疑人依法采取血样，并将其DNA检验结果简化为具体的数码储存于计算机中。数据库中的每一条记录记载着他(她)的身份、犯罪前科以及个人唯一的生物遗传特征。本系统数据库存储结构的字段有姓名、性别、出生日期、出生地点、身份证号码、婚姻状况、职业、ABO血型、长期居住地、临时居住地、户籍地点、工作地点、家庭电话、单位电话、既往犯罪史、照片、STR基因型的类型等，并根据各字段的特点，设定其类型和长度。
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(二)STR基因型的类型
参照美国等国家的模式，将STR基因位点(Short Tandem Repeats)用作“罪犯DNA数据库”检测位点(如：vWA，TH01，D3S1358，D5S818，D13S317，TPOX，CSF1P0，D7S820，FGA等)，用四色荧光技术确定扩增产物的基因型。这些位点都将作为数据库字段，并以此构成复合索引结构，作为检索的关键字段。
三、计算机检索系统设计
(一)系统操作平台
本系统在Windows 98提供的中文环境支持下，采用中文显示、菜单提示的形式，通过人机对话的方式，由主程序调用相应的程序模块，操作简单易行。
(二)应用程序设计
本系统用中文Visual Foxpro 3.0数据库软件编程[3]，设计原则力求省时、简单、快速、正确。程序内核是在建立罪犯DNA数据库的基础上，根据STR基因型的类型，设计成显示、增加、编辑、查询、打印和退出等模块，各模块能各自调用相关的自定义函数。主菜单设计成热键(也可用鼠标操作)，所有子菜单均为弹出下拉式菜单。工作界面具有Windows风格，并用位图文件作为背景，以增加视觉效果。本系统软件共含有31个文件，文件类型有dbf,tbk,fpt,fxp,prg,idx,frx,frt,cdx,pjx,qpx,pjt,exe等。本系统目前仅设计为供本所使用的单机版，打算在地区连成网络后升级为网络版。各程序模块的功能根据以下构思设计：
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1.显示模块
有Change、Brows和表格三种显示方式(即三个自定义函数)，其中表格通过快速报表方式建立。罪犯照片通过扫描仪输入(应用国际通用TIF或PCX格式)，并以General字段类型储存。操作时，根据提示输入身份证号码后，能立即以上述任一种显示方式显示相应的记录。
2.增加模块
用DO WHILE循环语句编程，以Change方式把实验结果和新记录输入数据库，当退出循环时将自动储存。
3.编辑模块
根据提示在输入身份证号码之后，通过IF条件语句查找指定记录，以Change方式修改记录，退出将自动储存。
4.查询模块
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查询是本系统最重要的模块，其功能是能够简便、快速、准确地查询和匹配实验结果与数据库中已有的记录。本模块设计成三种查询方式：
方式一：分别根据姓名、身份证号码、血型、STR基因型的任一种类型进行查询。如查询到符合条件的记录，则立即显示；如有两个以上相同记录，将逐一显示。以上各项功能都分别通过自定义函数完成；
方式二：为STR基因型的综合查询。程序设计通过SET EXACT ON和LOCATE FOR命令查找与数据库中STR位点的实验结果全部相一致的记录，如查询到符合条件的记录，则立即显示，如有两个以上相同记录的话，将逐一显示；
方式三：为STR基因型的随机查询。即查找与现有数据库中STR基因型位点中任意几个位点组合(和与或)结果等同的记录，如查询到符合条件的记录，则立即显示，如有两个以上相同记录的话，将逐一显示。本查询方式的设计参照Foxpro中的“RQBE”查询功能，因而可以随意选择字段，随意设定查询条件(如范围、值、与和或)，查询结果能以指定字段名的方式输出。
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5.打印模块
根据提示输入身份证号码后，将查询结果打印输出。通过调用CASE情况语句，使打印之前有Change、Brows和表格三种方式供预览，预览后可选任一种方式打印输出。
6.退出模块
直接退回到中文Windows 98平台。
四、结束语
发挥上海的人力资源、技术资源和设备资源，建立一个庞大的“罪犯DNA数据库”对于减少警力、节省费用、快速破案、解决疑案、减少案发率、预防犯罪、澄清无辜、打击犯罪、稳定社会秩序、保护公民人身和财产安全等具有十分重要的意义。本计算机检索系统的开发是“罪犯DNA数据库”研究项目的内容之一，也是该研究领域内的初步尝试，我们将在实践应用中不断地发现问题，并不断地予以完善。我们希望本项目的研究成果能进一步地推动我国“罪犯DNA数据库”网络的建成。
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参考文献
1.The CODIS DNA Network. http://www.parascope.com/mx/codisdna.htm
2.Combined DNA Index System. http://warez.nbase.com/lab/report/research.htm
3.Werrett DJ. The National DNA Database. J Forensic Sci Int, 1997,88(1):33～42
4.Scherczinger CA, et al. DNA extraction from liquid blood using QIAamp. J Forensic Sci, 1997,42(5):893～896
5.Balding DJ, et al. Evaluating DNA profile evidence when the suspect is identified through a database search. J Forensic Sci, 1996,41(4):603～607
6.徐其钧，等.Visual Foxpro 3.0中文版.北京：人民邮电出版社，1998
(收稿：1998-09-15，修回：1998-11-30)
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单位：司法部司法鉴定科学技术研究所，上海200063
关键词：罪犯DNA数据库；软件；检索
法律与医学杂志990104 【摘要】目的 开发供输入、输出和检索罪犯DNA遗传特征的计算机软件包。方法 用中文Visual Foxpro 3.0数据库开发软件编程，在建立罪犯DNA数据库的基础上，根据STR基因型的类型，设计成显示、增加、编辑、查询、打印和退出等程序模块，并由主程序调用。结果 提供一套在中文Windows 98环境支持下的、全屏幕菜单提示和操作的罪犯DNA数据库计算机检索系统，它能有效地用于罪犯身份的识别。
Computer index system of criminal DNA database Shen Weizhong, Li li, Lin Yuan, et al. Institute of Forensic Sciences, Ministry of Justice of P.R. China, Shanghai， 200063
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【Abstract】Objective To design an index system of criminal DNA database with the function of importing, exporting and searching the convict's DNA inheritance. Methods Using Chinese Visual Foxpro 3.0, the index system was developed. Then, the DNA database was built up depending on genotypes of STR loci such as D3S1358, D5S818, D13S317, TPOX, CSF1PO, FGA etc. There are modules of display, addition, compilation, inquiry, print and quit in the program under control of primary program. Results The index system of criminal DNA database supported by Chinese Windows 98 was obtained. This system can not only provide dynamic information but also increase dynamic information on criminal DNA. Conclusion This index system have the advantage of accuracy, high speed, simple operation, it can provide effectively evidence to criminal individualization.
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【Key Words】Index system Criminal DNA database Software
一、引言
自从80年代末引入PCR扩增、DNA分型技术以后，我国法医学个体识别的检验水平得到了飞速的发展，这是因为DNA检测技术具有灵敏度高、特异性强、速度快、需要检材量少、适用于各类陈旧性生物检材等优点，故能被广泛地应用于司法鉴定实践。建立“罪犯DNA数据库”是该技术在实践中的具体应用，亦是将高科技应用于司法鉴定领域的必然趋势。国外的同类研究要比我国早十来年。英国是国际上第一个建立“罪犯DNA数据库”的国家，以后加拿大、新西兰亦相继建立，但以美国的发展速度为最快。在过去的7年中，美国已有三分之二的州建立了“罪犯DNA数据库”。美国联邦调查局(FBI)已通过了一个称作“CODIS”的系统，用以促进各州数据库之间的联系。1994年，美国国会还批准了“DNA鉴定法案”，从立法上保证了各州“罪犯DNA数据库”的建立和测试标准，并计划在1996～2000年内，向各州提供大约4000万美元用以完善“罪犯DNA数据库”，另向FBI提供大约2500万美元用以发展和改进“CODIS”系统[1，2]。与传统的指纹库相比，DNA检测具有取材方便、更微量(pg级DNA量)、更精确(全部数码化信息)、个体识别率更高(10个位点同步检测，DP值大于99.99%)等优点。侦查破案人员可以像以往的指纹检索一样，将案发现场送检材料中的DNA检测结果与已有的“罪犯DNA数据库”中的资料作对照，匹配相应的记录。从而为公安、检察机关快速破案提供十分有力的侦察手段，DNA的检测结果也是法庭上常用的最有说服力的证据之一。
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几年来，我所利用PCR扩增、DNA分型技术，通过检测法医物证检材中DNA的遗传特性，为司法实践提供了新的侦查手段，解决了几百例全国公检法司机关委托的疑案和大案。目前，我所用于DNA分析的基因位点既有序列多态性位点，又有扩增片段长度多态性位点。现已建立了复合扩增技术，能对多个基因位点同步进行检测分型。经我所多方面努力并参与的“罪犯DNA数据库”研究项目，经上海市科委批准和资助已经立项。其中，开发强有力的查询犯罪记录的计算机检索系统是本研究项目的重要组成部分。
二、数据库的建立
(一)数据库的存储结构
“罪犯DNA数据库”研究的基本内容是对在押犯人或作案嫌疑人依法采取血样，并将其DNA检验结果简化为具体的数码储存于计算机中。数据库中的每一条记录记载着他(她)的身份、犯罪前科以及个人唯一的生物遗传特征。本系统数据库存储结构的字段有姓名、性别、出生日期、出生地点、身份证号码、婚姻状况、职业、ABO血型、长期居住地、临时居住地、户籍地点、工作地点、家庭电话、单位电话、既往犯罪史、照片、STR基因型的类型等，并根据各字段的特点，设定其类型和长度。
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(二)STR基因型的类型
参照美国等国家的模式，将STR基因位点(Short Tandem Repeats)用作“罪犯DNA数据库”检测位点(如：vWA，TH01，D3S1358，D5S818，D13S317，TPOX，CSF1P0，D7S820，FGA等)，用四色荧光技术确定扩增产物的基因型。这些位点都将作为数据库字段，并以此构成复合索引结构，作为检索的关键字段。
三、计算机检索系统设计
(一)系统操作平台
本系统在Windows 98提供的中文环境支持下，采用中文显示、菜单提示的形式，通过人机对话的方式，由主程序调用相应的程序模块，操作简单易行。
(二)应用程序设计
本系统用中文Visual Foxpro 3.0数据库软件编程[3]，设计原则力求省时、简单、快速、正确。程序内核是在建立罪犯DNA数据库的基础上，根据STR基因型的类型，设计成显示、增加、编辑、查询、打印和退出等模块，各模块能各自调用相关的自定义函数。主菜单设计成热键(也可用鼠标操作)，所有子菜单均为弹出下拉式菜单。工作界面具有Windows风格，并用位图文件作为背景，以增加视觉效果。本系统软件共含有31个文件，文件类型有dbf,tbk,fpt,fxp,prg,idx,frx,frt,cdx,pjx,qpx,pjt,exe等。本系统目前仅设计为供本所使用的单机版，打算在地区连成网络后升级为网络版。各程序模块的功能根据以下构思设计：
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1.显示模块
有Change、Brows和表格三种显示方式(即三个自定义函数)，其中表格通过快速报表方式建立。罪犯照片通过扫描仪输入(应用国际通用TIF或PCX格式)，并以General字段类型储存。操作时，根据提示输入身份证号码后，能立即以上述任一种显示方式显示相应的记录。
2.增加模块
用DO WHILE循环语句编程，以Change方式把实验结果和新记录输入数据库，当退出循环时将自动储存。
3.编辑模块
根据提示在输入身份证号码之后，通过IF条件语句查找指定记录，以Change方式修改记录，退出将自动储存。
4.查询模块
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查询是本系统最重要的模块，其功能是能够简便、快速、准确地查询和匹配实验结果与数据库中已有的记录。本模块设计成三种查询方式：
方式一：分别根据姓名、身份证号码、血型、STR基因型的任一种类型进行查询。如查询到符合条件的记录，则立即显示；如有两个以上相同记录，将逐一显示。以上各项功能都分别通过自定义函数完成；
方式二：为STR基因型的综合查询。程序设计通过SET EXACT ON和LOCATE FOR命令查找与数据库中STR位点的实验结果全部相一致的记录，如查询到符合条件的记录，则立即显示，如有两个以上相同记录的话，将逐一显示；
方式三：为STR基因型的随机查询。即查找与现有数据库中STR基因型位点中任意几个位点组合(和与或)结果等同的记录，如查询到符合条件的记录，则立即显示，如有两个以上相同记录的话，将逐一显示。本查询方式的设计参照Foxpro中的“RQBE”查询功能，因而可以随意选择字段，随意设定查询条件(如范围、值、与和或)，查询结果能以指定字段名的方式输出。
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5.打印模块
根据提示输入身份证号码后，将查询结果打印输出。通过调用CASE情况语句，使打印之前有Change、Brows和表格三种方式供预览，预览后可选任一种方式打印输出。
6.退出模块
直接退回到中文Windows 98平台。
四、结束语
发挥上海的人力资源、技术资源和设备资源，建立一个庞大的“罪犯DNA数据库”对于减少警力、节省费用、快速破案、解决疑案、减少案发率、预防犯罪、澄清无辜、打击犯罪、稳定社会秩序、保护公民人身和财产安全等具有十分重要的意义。本计算机检索系统的开发是“罪犯DNA数据库”研究项目的内容之一，也是该研究领域内的初步尝试，我们将在实践应用中不断地发现问题，并不断地予以完善。我们希望本项目的研究成果能进一步地推动我国“罪犯DNA数据库”网络的建成。
, 百拇医药
参考文献
1.The CODIS DNA Network. http://www.parascope.com/mx/codisdna.htm
2.Combined DNA Index System. http://warez.nbase.com/lab/report/research.htm
3.Werrett DJ. The National DNA Database. J Forensic Sci Int, 1997,88(1):33～42
4.Scherczinger CA, et al. DNA extraction from liquid blood using QIAamp. J Forensic Sci, 1997,42(5):893～896
5.Balding DJ, et al. Evaluating DNA profile evidence when the suspect is identified through a database search. J Forensic Sci, 1996,41(4):603～607
6.徐其钧，等.Visual Foxpro 3.0中文版.北京：人民邮电出版社，1998
(收稿：1998-09-15，修回：1998-11-30)
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