专利名称：一种基因身份卡(证)及制作方法
技术领域：
本发明属DNA或基因应用技术。具体地讲，本发明涉及一种能准确无误定位卡(证)与真实主人一一对应关系的基因身份卡(证)及其制作方法。
目前广泛使用的身份卡(证)，仅在载体表面记载了卡(证)主人的一般基本信息，比如姓名、性别、籍贯、出生日期等方面的文字信息和肖像方面的图形信息，虽能解决一些社会问题。但是，由于它们均可改变和伪造，常难以判断持卡(证)人就是真正的卡(证)的主人，在犯罪领域学领域尤为如此。美、英等国家已建立有各种DNA指纹数据库，但只能解决某些犯罪学领域的问题，而不能解决更多的个人、家庭及社会问题。
本发明的目的是提供一种具有高度个体特异性、高度身份证明力的基因身份卡(证)及制作方法。
本发明的目的是通过下述方案实现的。
一种基因身份卡(证)，为平片结构，其平片体上记载有属持有者一般情况的个人基本信息，同时平片体上还记载有反映个人特有的人类DNA基因座基因型的个人基因身份码。本发明采用平片结构，就表明它可能是卡片式结构、证书式结构，条形式结构或不干胶带式结构等，显示出载体的多样性。本发明基因身份卡(证)最重要的技术特征在于平片体上记载有个人特有的、反映个人基因座基因型的个人基因身份码，使卡(证)具有了高度的个人特异性。若将100亿人的基因身份码建立一个数据库，其中不会有两个基因型完全相同的人(同卵孪生子除外)。因此，本发明设计的基因身份卡(证)，也可解决更多的个人、家庭及社会具体问题，具有更为深远的社会意义。
上述平片体上记载的个人身份码记录有8-15人类DNA短串重复序列(Short Tandem Repeat，简称为STR)基因座的基因型(等位基因型)信息。现代生物技术表明人类DNA短串重复序列(STR)广泛存在于人类基因组中，包含有丰富的遗传片段长度多态性，除具有极高的个人识别能力外，还符合孟德尔遗传定律，可广泛应用于法科学个人识别及亲子鉴定中，被视为新一代DNA指纹中最重要的内容。就目前而言，能反映出8-15个STR基因型信息即可满足需要，当然若未来发现有更具个体特异性的STR基因座，也存在相应减少记录STR基因型数量的可能性。基因身份码由数码信息和/或可与数码信息对应转换的条码信息构成。平片体所包含的STR基因座中，其中一个可以判断性别，女性为00，男性则各不相同。
本发明平片体上记载的个人基因身份码，除为STR基因座的基因型信息外，还可以单独为人类限制性片段长度多态性(Restrict Fragment LengthPolymorphism，简称RFLP)个人特征图谱(条码)信息或人类DNA可变数微卫星重复序列基因座(Variable Number Tandem Reapents,简称VNTR)的基因型数字或条码信息，也可以为人类DNA单核苷酸多态性基因座(SingleNuclei Polymorphism,简称SNP)的基因型数字、字母或条码等信息。RFLP基因信息，VNTR基因信息或SNP基因信息均使卡(证)具有高度的个人特异性。
个人基因身份码中可含有个人两种重要的ABO血型和Rh血型基因型信息。
上述身份卡(证)上记载的个人基本信息至少含有由持有者姓名构成的文字信息，此外，也可记载持有者性别、出生日期、出生地、父、母亲姓名等。个人基本信息中，根据需要，还包含由持有者肖像构成的图像信息。
本发明身份卡(证)的平片体载体上还记载有基因鉴定机构信息，如鉴定单位名称及印章等。
一种专用于制作上述基因身份卡(证)的方法，包括个人基因座的基因型即个人基因身份码获取、计算机软件界面上信息录入、信息处理安排、打印输出等工序。其中STR基因座的个人基因身份码获取工序包括下列步骤(1)提取当事人的任何含有人体DNA的组织或细胞样本；(2)采用包括CHELEX-100法和酚/氯仿法等方法，从上述样本中提取裸露的DNA分子；(3)上述提取的DNA分子经聚合酶链式反应(Polymerase ChainReaction,简称PCR)，扩增目标基因座所在特定DNA片段的拷贝数；及单核苷酸多态性(SNP)基因座的数字、字母或条码信息RGLP基因信息或VNTR基因信息或SNP基因信息均使卡(证)具有高度的个人特异性。
(4)将上述扩增产物与已标准命名的STR基因座等位基因分型标准物同步电泳，再采用银染法或荧光标记法，与分型标准物对比中阅读判定出个人STR基因座的基因型，即获得个人特有的数字化基因身份码。
上述获取工艺表明，STR基因座是经PCR扩增、电泳分离后判定其基因型的。研究证实，只有与分型标准物同步电泳对比判型，才有100％可重复。因此，有一个标准问题。本发明用分子克隆技术制备出了可永久保存，无限繁殖，大量生产的STR基因座分型标准物，解决了统一标准问题，可以作到所有被检测者的基因码的确定都在同一标准参照系中。其制备工艺是先收集到STR基因座的各个等位基因片段，将其插入重组质粒中，经DNA测序分析证实插入片段的结构及大小，用国际统一标准将插入的等位基因片段进行命名，最后经转染、扩大培养，扩增及再鉴定后制备出标准的STR分型标准物。
RFLP个人信息可通过分子杂交的方法获得，VNTR基因型信息可按STR操作工艺获得，SNP基因型信息可按酶切法、特异性引物PCR扩增法、探针杂交法等现有技术工序获得。
本发明基因身份卡(证)，因记载有具有高度个体特异性的个人STR基因型信息即个人基因身份码，因而它具有高度的身份证明力，是一种最有效的身份证明。本发明的基因身份卡(证)的用途及其重要意义简述如下1．个人意义失散人员的辨认人的长相及其他外部特征会随着年龄的增长而发生变化，而人的基因在正常情况下终身不变。对认亲者来说，可以免除多次亲子鉴定带来的巨大经济负担；对作父母的来说，可以免除孩子会丢失的担心。基因身份码将使骨肉永不分离。
家庭的稳固及和睦基因身份卡(码/证)同时可以提示亲缘关系，我们选取的基因座均符合孟德尔遗传定律，即个人的基因码所包含的信息一半来自父亲，一半来自母亲。如此，通过比对父母与孩子的基因身份码便可基本明确孩子是否为一个父亲的骨肉，从而及早地防止一个父亲的疑虑，同时免除一个母亲不明原因的委屈。
个人固有财产规定；将共同码通过一定载体加附于个人私有财产，同样可使之永不丢失。
2．医学意义
试管婴儿的问题随着各种助孕技术的不断完善，越来越多试管婴儿来到了人世。而涉及试管婴儿的伦理及婚配的问题却一直没有得到解决，面对保存保存十年乃至几十年的捐赠生殖细胞，对欲做试管婴儿的父母来说，他(她)们不免担心，这些细胞是否为自己长辈或亲戚的一半呢？对已长大成人的试管婴儿来说，在他(她)们选择配偶时，他(她)也不免担心自己的意中人是否为自己的长辈或兄弟姐妹呢？基因身份码将免除他(她)们这些有关伦理及婚配的任何顾虑。
近亲婚配问题；基因身份码可以提示亲缘关系的远近，它可以准确地为不知情而发生近亲婚配划上一个句号，许许多多的因近亲婚配而带来的隐性遗传性疾病的发生率也将随之下降。
器官移植问题基因身份码不但可以确定两个孪生子是否为同卵双生，为在意外情况下两个人之间进行及时的组织或器官的移植提供依据，也可以用来检验不同人之间的组织或器官移植后是否存活，比如，跟键细胞的人工植入，骨髓移植等手术后，一段时间后，不需捐赠者或受益者同时在场，只需从受益者身上采取极少量的被移植组织或细胞做3-5个基因座的基因型的测定，然后直接与他们的基因身份码比对便可知移植是否成功，若成功，要么与捐赠者一致，要么与受益者不同；3．社会不同领域中的意义网上打拐面对拐卖妇女儿童事件的屡屡发生，国家及家庭为此投入了大量的人力和物力，通过远程比对的亲权鉴定来弥补这个棘手的社会祸害带来的巨大负面影响，但因实验的标准的问题和亲权鉴定的巨大消耗，实际上这个问题并未得到圆满的解决。由此，极高的个人识别能力和极低的费用的基因身份码因之而生，基因身份码直接与个人比对，只要父母拥有孩子基因身份码即可准确地从无数认亲的孩子中的找到自己的骨肉。
重大灾害事故中尸块及无名尸体的来源辨认基因身份码因其个人的独特性决定了其个人辨别能力的不可比拟性。所以，在地震，空难，特大火灾等涉及到多人身份及不同环境下发现的无名尸体的来源确定和个人辨认中，基因身份码所能发挥出的作用是个人外表特征，如五官，身高，甚至性别，指纹等无法想象的，加上对尸体(块)的基因身份码中个别基因座的检测，其不但可以确定哪些尸块是同一个人的，而且通过与基因身份码库的比对便可获得死者的全部个人基本信息。
刑事案件中犯罪嫌疑人或受害人的个人识别一些罪犯因事后逃逸，无法采取其样本进行比对，使一些宝贵的物证在一段时间后无从检测，而逍遥法外；一些罪犯因销毁线索，不能发现他的作案嫌疑，从而不能采其样本与现场物证比对，使得其有机会继续行恶。档存基因身份码却可以在不需任何线索的情况下，直接根据现场物证而准确的从这些恶狼的身上撕下他的“羊皮”。受害人在恐惧和奋扎中终于离开了歹徒，却选择了自尽，痛不欲生的父母却要弄个水落石出，这时基因身份码不但可以从受害人体内的遗留物找到歹徒，同样也可以从现场的遗留物认定受害人是否为选择了自尽的死者。
社会管理一个人现有的身份证如同一步车辆的车牌号，精明的投机者可以对其仿造，也可以进行窜改，而一个人的基因身份卡(码/证)如同发动机内部的编码，任何人不能，也无法对他的基因进行改变，即使某些医疗介入可以改变某些器官或组织的基因型，但机体其他部位的基因依然如初。如，在异体骨髓移植的病人其血液和骨髓的基因身份码会发生变化，但他的口腔颊粘膜脱落细胞还是保持未便。所以，基因身份码的不可改变性，不可伪造性和它的高度个体特异性使得成为一个最有效的身份证明，它将在社会管理的各个领域中发挥巨大的作用，比如出入海关，个人移民中的身份识别，机密部门的通行证明，个人某资格的证明。将基因身份码附于(粘贴或直接压接等)贵重财产(如汽车)上，可有效判断出其财产归属等。
社会团体、行业管理个人基因身份码的稳定性和个体唯一性使其在社会团体和各个行业的管理的中将发挥其独特的个人认定作用，比如其可作为社会保障部门对社保卡中个人身份的证明，保险公司对高额人身保险受益人的个人身份验证，以及公证部门对财产继承者的身份确认等。
对人们社会行为的影响
基因身份码的广泛使用会使人们更加了解“基因”，更加了解“生命”，更加了解“社会”。一方面它不但为人们提示着自己生命秘密部份内容，同时也为人们提供了一个如何用自己的基因身份卡(码/证)维护自己生命权利和社会权利。另一方面随着人们对基因身份卡(码/证)的所包含的信息的深入了解，人们也必将时刻提醒自己应履行的社会义务，时刻约束自己的社会行为，按照法律行事，屏弃任何侥幸心理。
下面结合附图和实例进一步说明本发明
图1为本发明基因身份卡(证)一外观结构示意2为本发明基因身份卡(证)实例内容参照图本发明基因身份卡(证)的制作方法是一、个人STR基因座的基因型即基因身份码的获取工艺1、提取当事人的样本颊粘膜脱落细胞为申请人的推荐样本，同时也包括血液、带毛囊的毛发、小儿脐带血、胎儿绒毛、皮肤、肌肉、骨头及其他器官，即任何含有人体DNA的组织或细胞。
2．DNA的提取包括ChELEX-100法和酚/氯仿法等多种方法；前两种方法的具体步骤如下1)ChELEX-100法，a、分离有核细胞；b、加入适量5-10％的ChELEX-100悬浊液及蛋白酶K；c、56℃消化1-2小时d、沸煮10分钟；e、冰上骤冷3分钟，-20℃保存备检或直接继续第3步。
2)酚/氯仿法a、分离有核细胞或含DNA的组织；b、SDS 250μl，加酚/氯仿/异戊醇500μ1(25∶24∶1)，离心15000rps×10.
c、上清液转入500μl的酚/氯仿/异戊醇，振荡，离心15000rpm×5d、上清液转入500μl的氯仿/异戊醇(24∶1)，振荡，离心15000rpm×5e、上清液转入预先冰的1000μl无水乙醇，加入30μlNaCl液(5M)，振摇后，可见DNA团块。
f、另取0.5ml锥形管，贴上标记，加500μl70％的乙醇，将DNA团挑入；振荡后，离心15000/rpm×10min。
g、倒去上清液，尽量把水倒干净(防止DNA倒出)。
h、每管根据DNA量加3蒸水溶解DNA(4℃过夜)，-20℃保存备检或直接继续第3步。
防止上述CHELECX-100法和酚/氯仿法之外，还可采用盐析法，沸煮法，免疫磁珠法等。
3)、DNA提取的基本原理通过上述试剂的多步骤作用后，使DNA分子与其在自然状态下相结合的蛋白质及其它杂质分离，裸露地存在于水溶液中，为下一步的反应创造良好的条件。
3．聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,简称PCR)扩增目标基因座混合PCR反应所需的试剂包括目标基因座引物(有荧光标记或没有)、dNTP、1X标准PCR反应缓冲液、MgCl2、TaqDNA聚合酶，最后加入当事人模板DNAlμl，反应体系20-100μl。
PCR反应条件95℃3min，然后94℃30s,56-62℃30s,72℃1min,25-35个循环，最后一个循环结束后延伸7min。
PCR基本原理DNA在有上述试剂存在时，当温度在94℃-56-62℃-72℃不断循环时，其双链会跟随温度不断重复打开-聚合-形成新拷贝的循环，最终倍增、放大基因座所在特定DNA片段的拷贝数，从而微小的DNA片段可以通过普通的染色方法变得肉眼可见。
4．电泳分离，判定个人基因型，将适量(1-5μl)的样品PCR扩增产物及等位基因分型标准物加载于聚丙烯酰胺凝胶上，同步电泳，稳压500-700V，60-100min。基因型的阅读判定包括银染法和荧光标记法或其它全自动阅读仪器判读法。
1)银染法(此法针对引物有或无荧光标记的基因座)a、10％乙醇10分钟，或10％7醇+5％乙酸8分钟 dh2O过一次b、1％硝酸4分钟， dh2O过二次c、0.2％硝酸银20分钟或0.3-0.5％硝酸银5-15分钟 dh2O过三次d、碳酸钠或氢氧化钠显色液显色至满意为止2)荧光标记法(此法针对引物有荧光标记的基因座)
用基因扫描软件对电泳分离的结果进行等位基因信息的收集而直接得出基因型3)电泳基本原理DNA分子带有负电荷，当有电压存在时，它会从凝胶的负极向正极泳动，但由于DNA分子的片段大小不同，其泳动速度不一致，当稳定的电压保持一定时间后，不同大小的DNA分子将泳动到凝胶的不同位置，通过与之同步泳动的已有标准命名的DNA片段分型标准物比对，便可给样品DNA分子进行标准命名，即获取基因座的基因型(所有的基因型按一定顺序组合即为基因身份码)二、基因身份卡(证)的生成工序(在专门的计算机软件界面上完成)1、录入个人基本信息包括文字信息和图象信息1)文字信息[由当事人(或其代理人)在提出申请时如实提供]包括当事人姓名、性别、出生日期、出生地、父亲姓名、母亲姓名(中英文对照)。文字信息中至少包含当事人(即持卡者)姓名一项。
2)图象信息(由被委托方专业摄影师用数码照相机拍摄)当事人标准免冠正面照，由数码照相机直接输入计算机。个人基本信息中也可以不包括肖像信息2、录入个人基因身份码包括数码信息和/或条码信息1)数码信息[由基因座名称及其相应的基因型(为数字化命名)组成]由第一项所述的方法获取的8-15个STR基因座的基因型的录入按计算机软件设定的提示录入。
2)条码信息由一系列高低及颜色不同的条带构成当数字信息录入后，由特定的计算机软件直接生成，可通过专用的扫描器转换为与上述数字完全一致的个人身份码信息。
个人基因身份码中可录入个人ABO血型和Rh血型信息。
3、录入基因鉴定单位信息，包括鉴定单位名称等，视需要录入。
4、基因身份卡(证)的最后生成特定的软件对所有录入的所有信息进行处理，将各项信息安排在其相应位置，并显示一份与正式卡(证)完全一致的视图，经过核查无误，由专业彩色打印机输出基因身份卡(证)。
采用上述方法制作的基因身份卡(证)为平片结构，包括卡片结构见图1，平片体(即卡片体)1上配置设有个人基本信息记载区，该个人基本信息记载区分为个人免冠正面照肖像信息记载区2和个人姓名等文字信息记载区3平片体1上还配设有个人基因身份码记载区，该基因身份码记载区由基因身份码数字信息(包括8-15个STR基因座的基因型及ABO血型、Rh血型或RFLP、VNTR或SNP基因座的基因信息)记载区4和基因身份码条码信息记载区5构成；平片体1上还有鉴定结构单位信息记载区6。平片体底部可填充防伪底纹，条码信息同时配有数字及字母的组合，构成防伪标记，由专门的扫描器完成识别和转换。
如上所述，本发明的基因身份码还可以为RFLP或VNTR或SNP的信息。它们的基因码信息的获取工序和试剂均为现有技术，它们相同的是都需要采取当事人(持卡人)的样本，提取DNA，应用PCR，限制性内切酶法，分子杂交或它们的衍生技术的多种方式的结合方法对它们的基因型进行测定，获得其相应的基因信息。
本发明基因身份卡(证)表面记载的部份文字可根据需要采用凸出于平片体表面的立体文字设计；基因身份码信息也可按隐码设计，只要特定的电脑能识别和采取即可。
下面举一例说明。龙威(假设)的妈妈委托申请人为他制作基因身份卡(证)，按照上述第一和第二项介绍的步骤，龙威的妈妈提供了他个人的基木信息，申请人提取了他的样本，从中提取了他的DNA，用PCR及电泳方法获取他在DYS385,D12S391,D8S1179,D1S549,Th01等十个STR基因座的数字化基因型。他的全部信息在上述软件界面上被录入微机，并生成龙威个人的一副精美基因身份卡，其内容及版式见图2。
权利要求
1.一种基因身份卡(证)，为平片结构，平片体上记载有属持有者一般情况的个人基本信息，其特征在于平片体上还记载有反映个人特有的人类DNA基因座基因型的个人基因身份码。
2.如权利要求1所述的基因身份卡(证)，其特征在于个人基因身份码记录有8-15个人类DNA短串重复序列(STR)基因座的基因型信息，其中一个可以判断性别，基因身份码由数码信息和/或可与数码信息转换的条码信息构成。
3.如权利要求1所述的基因身份卡(证)，其特征在于平片体上记载的个人基因身份码可为人类基因组DNA限制性片段长度多态性(RFLP)个人特征图谱信息，人类DNA可变数微卫星重复序列基因座(VNTR)的基因型数字或条码信息，或人类DNA单核苷酸多态性基因座(SNP)的基因型数字、字母或条码信息。
4.如权利要求1、2或3所述的基因身份卡(证)，其特征在于个人基因身份码中可含有个人ABO血型和Rh血型信息。
5.如权利要求4所述基因身份卡(证)，其特征在于个人基本信息至少由记载持有者姓名的文字信息构成，文字信息中还可记载持有者性别、出生日期、出生地、父、母亲姓名等。
6.如权利要求5所述的基因身份卡(证)，其特征在于个人基本信息包含有由持有者肖像构成的图像信息。
7.如权利要求1所述的基因身份卡(证)，其特征在于平片体上还记载有基因鉴定机构信息。
8.一种制作权利要求1所述基因身份卡(证)的方法，其特征在于包括个人STR基因座的基因型获取、计算机软件界面上信息录入、信息处理安排、打印输出等工序。
9.如权利要求8所述制作基因身份卡(证)的方法，其特征在于个人STR基因座的基因型获取工序包括下列步骤(1)提取当事人的任何含有人体DNA的组织或细胞样本；(2)采用包括CHELEX-100法和酚/氯仿法等方法，从上述样本中提取裸露的DNA分子；(3)上述提取的DNA经聚合酶链式反应，扩增目标基因座所在特定DNA片段的拷贝数；(4)将上述扩增产物与已标准命名的STR基因座等位基因分型标准物同步电泳，再采用银染法或荧光标记法，与分型标准物对比，阅读和判定出个人STR基因座的基因型，即获得个人特有的数字化基因身份码。
10.如权利要求9所述的制作基因身份卡(证)的方法，其特征在于在获取个人基因身份码中所采用的STR等位基因分型标准物的制备工艺是，先将收集到的STR基因座的各个等位基因片段插入重组质粒中，经DNA测序工艺分析证实插入片段的结构及大小，用国际统一标准将插入的等位基因片段进行命名，最后经转染、扩大培养、扩增及再鉴定后制得。
全文摘要
本发明公开了一种基因身份卡(证)及其制作方法。本基因身份卡(证)为平片结构,其平片体上除记载有个人基本信息之外,还记载有反映个人特有的人类DNA基因型的个人基因身份码信息。其制作方法包括个人基因型获取、计算机软件界面上信息录入、信息处理安排、打印输出等工序。本发明的基因身份卡(证)具有高度个体特异性和身份证明力,除可用于解决更多的个人、家庭及社会问题外,在犯罪学领域中也有极高的实用价值。
文档编号G09C5/00GK1306266SQ01107188
公开日2001年8月1日 申请日期2001年2月26日 优先权日2001年2月26日
发明者张 林, 辛军平, 陈国弟 申请人:华西医科大学法医学院