เทคนิค PCR กับการพิสูจน์บุคคล

การพิสูจน์บุคคลหรือหลักฐานที่เกี่ยวกับบุคคล มีความสำคัญมากในชีวิตประจำวัน เช่น การมีบัตรประจำตัวประชาชนเพื่อแสดงว่าเราเป็นใคร มีประวัติความเป็นมาอย่างไร หลักฐานสำคัญที่นำมาใช้ในการบ่งบอกตัวบุคคลที่สำคัญอย่างหนึ่ง คือ ลายพิมพ์นิ้วมือ เนื่องจากลายพิมพ์นิ้วมือเป็นลักษณะภายนอกจากบุคคลที่ถูกกำหนดขึ้นจากยีนของบุคคล นั้น ๆ จึงมีลักษณะเฉพาะตัวมาก สามารถนำมาใช้เป็นหลักฐานแสดงว่าใครเป็นใครได้ อย่างไรก็ตามการใช้ลายพิมพ์นิ้วมือเพื่อพิสูจน์บุคคล ก็ยังมีข้อจำกัดหลายประการ เช่น การตรวจสอบทางนิติเวชศาสตร์ หรือการตรวจจับคนร้ายที่มีการทิ้งร่องรอยเป็นเพียงคราบเลือกคราบอสุจิกรณีชิ้นส่ววนที่ถูกไฟไหม้จนไม่สามารถหาลายพิมพ์นิ้วมือได้ หรือการหาความสัมพันธ์ทางสายเลือด เช่น การตรวจความเป็นพ่อ - แม่ - ลูก ก็ไม่สามารถพิมพ์ลายนิ้วมือในการบ่งบอกได้เช่นกัน

จากความรู้เบื้องต้นว่าดีเอ็นเอเป็นสารพันธุกรรมที่สามารถถ่ายทอดคุณสมบัติต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตจากรุ่น พ่อ - แม่ ไปยังรุ่นลูกหลานได้ โดยที่ลูกจะได้รับดีเอ็นเอจากพ่อและแม่อย่างละครึ่งหนึ่ง ดังนั้นเราจึงสามารถใช้ดีเอ็นเอหรือเรียกว่า "ลายพิมพ์ ดีเอ็นเอ" ในการพิสูจน์บุคคล เพื่อบ่งบอกว่าใครเป็นลูกใคร ซึ่งไม่สามารถบอกจากลายพิมพ์นิ้วมือได้

ในปี พ.ศ. 2528 ลายพิมพ์ดีเอ็นเอได้ถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์อังกฤษชื่อ A.J. Jeffery และคณะ โดยพบว่าลำดับเบสบนเส้นดีเอ็นเอ ส่วนหนึ่งจะประกอบไปด้วยลำดับเบสขนาดสั้น ๆ ที่มีการเรียงตัวซ้ำ ๆ (เรียกว่า short tandem repeat หรือ STR) กระจายอยู่บนเส้นดีเอ็นเอซึ่งมีลักษณะเฉพาะในแต่ละบุคคล จำนวนซ้ำที่พบมีตั้งแต่ 2 ครั้งไปจนถึง 1,000 ครั้ง ซึ่งจำนวนความซ้ำนี้เองที่จะแตกต่างกันไปในแต่ละคน

แต่เนื่องจากการดูลายพิมพ์ดีเอ็นเอหรือ STR ต้องใช้ดีเอ็นเอในปริมาณมาก จึงเป็นข้อจำกัดในการใช้งานทางนิติเวชศาสตร์ ซึ่งมีปริมาณดีเอ็นเอน้อย หรือมีแบคทีเรีย ปนเปื้อนในตัวอย่างที่ส่งมาตรวจ เทคนิค PCR จึงถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มปริมาณดีเอ็นเอ ทำให้สามารถใช้ในงานทางนิติเวชศาสตร์ได้

ส่วนของดีเอ็นเอ ที่นิยมใช้ในการพิสูจน์บุคคล ได้แก่ Minisatellite DNA Region ที่มีการเรียงตัวซ้ำกันของเบสจำนวนตั้งแต่ 14-70 เบส และ Microsatellite DNA Region ที่มีการเรียงตัวซ้ำกันของเบสจำนวนตั้งแต่ 2-6 เบส ผลิตผลที่ได้จากการสร้างลายพิมพ์ ดีเอ็นเอจะมีขนาดตั้งแต่ 100-1000 เบส (ดูตารางที่ 1)

ตารางที่ 1 แสดงข้อมูลของโลกัสต่างๆ ที่ใช้ในการสร้างลายพิมพ์ดีเอ็นเอ

โลกัส ตำแหน่งบน
โครโมโซม 		จำนวนของ
เบสที่ซ้ำ 		ขนาดของ
ผลิตผล (bp) 		จำนวน
allele 		Heterozygousity
Minisatellite region
D1S80 1p 16 400-930 22 0.81
D4S43 4 14 184-340 11 6.53
D17S30 17p13.3 70 170-1150 14 0.85
3' APOB 2 2 X 15 570 - 1020 13 0.66
Microsatellite region
HUMTH 01 11p115-15.5 4 154-178 7 0.75
HUMTPOX 2p23-2pter 4 224-252 8 0.69
HUMVWFA31 12p12 pter 4 130-166 8 0.80
HUMCSF 1PO 5q33.3-34 4 299-323 7 0.76
 HUMF13AO1 6p24-25 4 183-235 12 0.78
HUMFESEPS 15bq25-qter 4 211-235 8 0.73

จากตารางที่ 2 แสดงความน่าจะเป็นไปได้ที่บุคคล 2 คน จะมีลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ที่เหมือนกันทุกประการนั่นมีน้อยมาก หรือสามารถพูดได้ว่าไม่มีเลยก็ได้ ยกเว้นแต่เฉพาะในฝาแฝดที่เกิดมาจากไข่ใบเดียวกันเท่านั้น จึงจะให้รูปแบบลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ไปใช้ในการพิสูจน์ความเป็นพ่อแม่ ลูก การนำไปสืบหาฆาตกรในคดีความต่างๆ ที่ผู้ต้องสงสัยทิ้งคราบเลือด หรือ คราบอสุจิ การติดตามผลการรักษาการปลูกถ่ายไขกระดูกในคนไข้ที่เป็นโรคมะเร็ง เป็นต้น

ตารางที่ 2 แสดงความน่าจะเป็นไปได้
ที่พบลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ที่เหมือนกันทุกประการใน แต่ละกลุ่มประชากร 3 กลุ่ม

 
 		 Matching Probability
Caucasian-American African-American Hispanic-American
Silver Detection
CTT Triplex (CSF1PO. TPOX, TUOI) 1 in 424  1 in 1,639 1 in 546
FFvTriplex (F13AO1,FESFPS, vWA)  1 in 909  1 in 2,785 1 in 1,342 
Both Triplex 1 in 385,000  1 in 4,565,000 1 in 733,000 
Fluorescent Detection
CTTv Quadriplex (CSF1PO, TPOX, THO1, vWA) 1 in 6,623  1 in 25,575 1 in 7,194
FFFL Quadriplex
(F13AO1, FESFPS, F13B, LPL) 1 in 2,632 1 in 16,807 1 in 3,279
Both Quadriplex 1 in 17,400,000 1 in 430,000,000 1 in 236,000,000

การพิสูจน์บุคคล

ลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ที่ได้จากการสร้างโดยใช้เทคนิค PCR จะมีลักษณะเป็นแถบ ดีเอ็นเอ เพียง 1-2 แถบต่อการสร้าง 1 โลกัส (ภาพที่ 5) ดังนั้นถ้าทำการสร้างโดยใช้ 10 โลกัส ก็จะได้แถบดีเอ็นเอ ประมาณ 10-20 แถบ ซึ่งให้ค่าความถูกต้องแม่นยำมากขึ้น จากตารางที่ 2 แสดงว่าหากมีการใช้โลกัสในการตรวจทั้งหมด 8 โลกัส จะให้ค่าความ เชื่อมั่นว่าโอกาสที่จะพบบุคคล 2 คน ที่มีลักษณะลายพิมพ์ดีเอ็นเอที่เหมือนกันทุกประการนั้น มีเพียง 1 ใน 430,000,000 คน ในกลุ่มประชากร African-American เพราะฉะนั้นการนำเทคนิค PCR มาใช้ในการสร้างลายพิมพ์ดีเอ็นเอ จึงเป็นการพัฒนาที่ได้ผลเป็นอย่างยิ่ง

ภาพที่ 5 แสดงลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ที่ได้จากสร้างจาก minisatellite DNA region (single locus)

การประยุกต์ใช้ในงานทางนิติเวชศาสตร์

สมัยก่อนนี้ได้มีการนำลายพิมพ์นิ้วมือการตรวจหมู่เลือดมาใช้เป็นหลักฐานสำคัญการชี้ตัวฆาตกรหรืออาชญากร อย่างไรก็ตามข้อจำกัดบางประการทำให้ไม่สามารถใช้สิ่งเหล่านั้นมาเป็นหลักฐานได้เสมอไปดังนั้นการนำลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ที่สร้างได้อย่างง่ายโดยใช้เทคนิค PCR มาใช้ สามารถแก้ปัญหาในงานทางด้านนิติเวชได้ เช่น การนำคราบเลือดหรือ คราบอสุจิของผู้ต้องสงสัยทั้งหมดมาตรวจเทียบกับหลักฐานที่มีอยู่ในตัวผู้เสียหายจาก กระถูกข่มขืน

สิ่งที่ส่งตรวจทางนิติเวชศาสตร์มีหลายรูปแบบทั้งที่มาจากสิ่งมีชีวิต เช่น คราบเลือด คราบอสุจิ ตามที่เกิดเหตุ นอกจากนั้นยังมาจากสิ่งไม่มีชีวิต หรือศพ อีกด้วย หลายท่านอาจสงสัยว่าสามารถนำดีเอ็นเอ จากศพมาตรวจได้ด้วยหรือ คำตอบคือได้เนื่องจากดีเอ็นเอ จะไม่มีทางสูญหายไปใน แต่อาจจะมีการเสื่อมสลายเมื่ออยู่ในสภาพที่เหมาะสมต่อการย่อยสลายโดยแบคทีเรียซึ่งก็ไม่ใช่ปัญหาหากจะทำการสร้างลายพิมพ์ดีเอ็นเอ โดยอาศัยเทคนิค PCR ดังได้กล่าวข้างต้น

การประยุกต์ในการตรวจความเป็น พ่อ - แม่ - ลูก

โดยหลักการทางวิทยาศาสตร์ทำให้ทราบว่าลูกจะได้รับการถ่ายทอดพันธุกรรมหรือ ดีเอ็นเอ มาจากพ่อแม่อย่างละครึ่งหนึ่งลายพิมพ์ดีเอ็นเอ ของลูกจะมีแถบดีเอ็นเอครึ่งหนึ่งที่เหมือนแม่ ครึ่งที่เหลือจะต้องเหมือนพ่อ หากปรากฏว่าแถบดีเอ็นเอ แถบใดก็ตามไม่เหมือนทั้งพ่อ และแม่ ก็จะสามารถสรุปได้ทันทีว่า เด็กคนนี้ไม่มีความสัมพันธ์ทางสายเลือดกับ พ่อแม่ ตัวอย่างที่เป็นที่รู้จักกันทั่วไปในประเทศไทยคือกรณีของพระยันตระ และมนต์สิทธิ์ คำสร้อย
เอื้อเฟื้อบทความจาก สสวท.