腐敗尸體死亡時間推斷的新技術、難點分析與解決途徑

夏志遠，王兆雷，曹 源，李 波，莫耀南

腐敗尸體死亡時間(postmortem interval，PMI)推斷是法醫實際工作中經常遇到的問題，然而依據尸體現象等傳統方法推斷PMI，所得結果誤差較大。隨著科學技術的發展，利用各種精密儀器分析尸體組織內各種物質的時序性變化規律，已經成為當前PMI推斷研究的重要手段之一。本文主要就光譜分析法、色譜分析法、電化學分析法等儀器分析方法在法醫腐敗尸體PMI推斷研究所取得的進展加以綜述，對未來的研究方向提供了一些參考性建議。

1 推斷PMI的方法進展

1.1傳統方法(經驗分析法)

依據經驗分析尸體腐敗程度進而推斷腐敗尸體的PMI是法醫實踐中廣泛應用的方法。目前認為，對腐敗尸體進行準確的PMI推斷，需要滿足以下兩個基本條件。首先，需要對尸體的腐敗程度進行準確的測定；第二，需要建立尸體腐敗程度與腐敗影響因素之間的量化模型或數學模型[1-7]。在過去幾十年里，國內外學者就上述兩個問題進行了大量的研究，已經取得了一定的進展。最早用于評價尸體腐敗程度的方法為腐敗五分期法，即新鮮期(fresh)，腐敗膨脹期(float)，腐敗活躍期(active decay)，腐敗后期(advanced decay)和殘骸期或干燥期(remains/dry)。隨著尸體腐敗分期在實踐中大量應用的同時，該法的有關缺陷也逐漸被發現。首先，該法每個時期之間的界限不明顯；其次，該方法忽略了尸體腐敗是一個連續的過程這一本質問題。為此，有學者在尸體腐敗分期基礎上，通過增加更多的腐敗細節，用以提高腐敗分期法的連續性。目前，受國際關注的典型方法有全身腐敗積分法(total body score, TBS)[5]以及基于腐敗百分數所建立起來的腐敗通用方程(universal decompositional formula)[8]等。這些方法對于腐敗尸體的PMI推斷具有重要意義，目前腐敗程度的評價已經開始由定性向定量的方向發展。然而，一些學者提出，上述方法也存在一定的局限，例如該法雖然以量化的形式對尸體腐敗程度進行評估，但該法依然存在較大的主觀性和經驗性。

1.2推斷PMI的新技術(儀器分析法)

自20世紀30年代后期儀器分析的問世以來，分析化學領域的檢測手段發生了革命性的變化。而隨著“轉化醫學”思路在法醫研究領域的不斷滲透，借鑒分析化學領域中光譜分析法、色譜分析法、質譜分析法、電化學分析法等儀器分析方法檢測人體死后各種化學成分的時間依賴性變化規律，已經成為研究法醫腐敗尸體PMI研究的重要手段，并且取得了一定的進展。

1.2.1光譜分析法

光譜分析法(spectrum analysis)是利用光譜學的原理和實驗方法以確定物質的結構和化學成分的分析方法，如紫外—可見吸收光譜法、紅外光譜法等，具有靈敏、快速、準確等特點。目前，光譜分析法已經應用于許多領域的研究，而對于尸體腐敗組織內一些物質的含量分析也有一定的價值。

劉倩等[9]在20 ℃恒溫條件下研究了大鼠肌肉、肝臟、腎臟等臟器腐敗含氮產物三甲胺(trimethylamine, TMA)含量與PMI的關系，結果發現大鼠死后3種組織內TMA含量隨PMI有所增加，其中肝、腎組織TMA變化一致，肌肉在3～8 d內擬合較好y=0.509x3-9.153x2+55.727x-95.819 (R2=0.953)，其中x表述PMI，y表述TMA。與肝、腎組織不同，肌肉在2～7 d內擬合較好y=-0.457x3+6.519x2-24.574x+27.207(R2=0.969)，其中x表述PMI，y表述TMA。

我國學者利用傅里葉變換紅外光譜技術(fourier transform infrared spectrometer，FTIR)分析尸體腐敗后組織內各種物質變化與PMI關系的研究數量較多。研究表明，20 ℃下，大鼠組織與人體離體組織FTIR光譜吸收峰變化相似，均經歷增強、下降、穩定3個時期。此外，心臟、肺、骨骼肌變化較肝、脾、腎組織變化明顯，且4 d后變化依然存在。因此，利用FTIR技術分析心、肺、骨骼肌組織的光譜變化，對于腐敗尸體PMI推斷意義更大[10]。

也有學者[11-12]利用顯微拉曼光譜(raman spectra)技術分析了脾、肝、腎組織隨PMI的改變，研究表明，3種組織的激光拉曼光譜特征峰均隨PMI延長而減小，且與PMI關系顯著。

1.2.2色譜分析法

色譜分析法(chromatography)是分析化學中常用的分離與分析技術。隨著氣相色譜儀器、液相色譜儀等大型精密儀器的研發和使用，對于尸體腐敗后各種有機復雜組分進行高效地分離、定性、定量已經成為可能，因而色譜分析技術也可為腐敗尸體PMI推斷的有關研究提供重要手段。

尸體組織內氨基酸分解將產生大量腐敗胺，而腐敗胺的變化與PMI存在一定的相關性。張艷林等[13]利用反相高效液相色譜儀(high performance liquid chromatography，HPLC)檢測了大鼠死后組織色胺、腐胺、尸胺、組胺、酪胺、亞精胺、精胺7種生物胺。研究結果表明7種生物胺在0.5～100.0 μg·mL-1范圍具有良好線性關系，檢出限為0.14～0.50 μg·mL-1,回收率為83.8%～100.6%之間,相對標準偏差均<11%。HPLC檢測尸體組織胺類物質，操作過程相對復雜，而可以為PMI推斷指標的篩選提供技術手段。

尸體腐敗后，將產生大量腐敗揮發性氣體(volatile organic compounds，VOCs)，而VOCs的種類和含量變化規律與PMI也存在一定的相關性。劉蓓蓓等[14]，利用頂空固相微萃取(HS-SPME)與氣相色譜—質譜(GC-MS)聯用技術分析了25 ℃下大鼠死后肌肉VOCs成分與PMI的關系。研究結果表明，隨著PMI的延長，VOCs種類逐漸增加：1 d沒有檢測到VOCs，2 d檢出3種，3 d檢出9種，4 d檢出11種，5～7 d檢出14種，8～10 d出15種。VOCs總峰面積與PMI關系顯著：2～5 d，回歸方程為y=-17.05x2+164.36x-246.36 (adj.R2=0.96)；6～10 d回歸方程為y=2.24x+101.13 (adj.R2=0.97)。尸體組織VOC測定方法操作簡便快速，可以作為PMI研究的新方法。

1.2.3電化學分析法

電化學分析法(electrochemical analysis)是化學儀器分析的重要組成部分，總體而言，電化學分析具有靈敏性高、準確性高、測量范圍廣、儀器便于攜帶等優勢。而利用電化學分析法進行PMI推斷的研究也取得了一定的進展。

尸體死后化學變化中，伴有大量氧化還原反應，而氧化還原電位(oxidation reduction potential，ORP)可以反映液體物質中宏觀氧化—還原性的大小。楊天潼等[15]初步研究了不同溫度下離體家兔心血ORP值與放置時間的關系。結果表明，不同溫度下家兔心血ORP值變化均與放置時間顯著相關(R2=0.972～0.986)，且保存溫度越高，ORP值增加越迅速。此外，該研究中所建立的ORP、溫度、放置時間之間的三圍曲面回歸方程，對于多溫度下腐敗尸體PMI推斷的研究提供了新的擬合方法。

揮發性鹽基氮(total volatile basic nitrogen，TVB-N)是蛋白質在細菌作用下所產生的堿性含氮物質的總和。TVB-N可以客觀反映肉類新鮮程度或腐敗程度，為我國國家標準指標。本組前期研究首次將TVB-N用于尸體組織腐敗程度的研究，并建立了與法醫尸體研究相適應的TVB-N電導滴定測定法[16]。在25 ℃下大鼠死后13 d內肌肉TVB-N與PMI存在高度相關性。TVB-N在1 d內變化不明顯，2～13 d顯著增加，TVB-N與PMI關系擬合較好，y= 3.35×10-5x3-2.17×10-2x2+6.13x-85.82 (adj.R2=0.985)，其中x表示PMI，y表示TVB-N。食品科學TVB-N向法醫學領域的轉化與借鑒，為尸體腐敗程度測定及腐敗尸體PMI推斷的研究提供了基本方法。

而隨著尸體的腐敗，尸體組織內細胞破裂，細胞內液外流，有機大分子物質逐漸分解成具有導電性質的小分子物質，因此尸體組織電導率(electrical conductivity，EC)與PMI也存在一定的關系。有學者[17-18]研究了20 ℃左右和28 ℃左右下，尸體肌肉EC隨PMI的變化，研究結果表明，尸體肌肉組織EC隨PMI呈現階段性變化，即穩定期、快速上漲期、減速上漲期，肌肉電導率隨PMI變化結果與法醫尸體腐敗發展過程基本一致。進一步研究表明，大鼠死后肌肉EC與TVB-N呈現顯著直線正相關，這一結果表明EC可以作為尸體組織腐敗程度評價的快速實用指標。此外，有學者還比較了25 ℃下，大鼠死后肌肉浸漬液EC、pH隨PMI的變化規律，結果顯示[19]，1 d內pH顯著下降，而pH變化不明顯；2～3 d，EC、pH均顯著增大，4～10 d，EC繼續增加，而pH變化不明顯。將EC、pH兩指標聯用可以擴大PMI推斷的適用范圍，亦可以作為PMI研究的方法。

1.2.4其他方法

除上述方法外，利用磁共振技術[20]、X光技術[21]、電阻抗技術[22]等儀器分析技術也取得了一定的進展。

2 當前研究方法面臨的挑戰

晚期尸體PMI推斷被譽為法醫病理學研究領域的癌癥。隨著各種其他科學領域檢測方法的轉化和應用，當前晚期尸體PMI在研究方法得到了有效擴充。但無論是光譜分析、色譜質譜分析和電化學分析，實現腐敗尸體PMI的準確推斷，目前依然存在很大挑戰。而引起腐敗尸體PMI推斷困難的原因有多個方面，作者從幾個角度分析如下。

2.1研究對象的復雜性

主要體現在人體內所含化學物質種類多樣，相同個體在不同時期呈現動態改變，而不同個體之間差異更大，因此不同個體死后腐敗變化規律也呈現一定差異。其中，腸道菌群是引起尸體腐敗的重要因素，而研究表明，隨著個體年齡的改變，其體內腸道菌群也隨之發生變化，這可能是引起不同年齡個體腐敗規律的差異的原因之一。此外，個體的體型、性別、疾病等差異亦可能造成個體之間腐敗規律的不同。光譜分析、色譜質譜分析和電化學分析等PMI推斷研究方法，雖然能夠對尸體局部組織的生化成分進行準確測定，但無法對個體間差異做進一步解釋和區分。

2.2影響因素的多樣性

研究表明，除個體之間存在變異之外，尸體腐敗發生發展受多種因素的影響，如溫度、濕度、氧分壓、動物破壞、昆蟲、衣著、藥物、死因、埋藏地點等。而當前PMI的研究多限于實驗條件，其涉及影響因素相對單一，其統計結果難以滿足復雜多變的實際環境。此外，光譜分析、色譜質譜分析和電化學分析等推斷PMI的研究方法，本質上利用了尸體組織微觀化學反應模型，其推斷結果的準確性有賴于尸體具體局部組織的底物含量和動態反應條件決定。而在PMI推斷實踐過程，難以精確獲取上述全部有效信息。

2.3理論研究與系統實驗的匱乏性

到目前為止，國內外利用各種精密檢測儀器已經找出大量與PMI相關的指標，然而尚沒有發現任何一個指標可以單獨用于PMI的準確推斷。因此，有學者認為建立多指標、多因素的PMI推斷模型是實現PMI準確推斷的重要途徑。然而，對于如何建立這一模型，目前缺乏確切的理論模型。此外，我國目前尚未建立完善的死亡管理制度，由此帶來的尸檢率低、尸體數據采集困難等問題，將直接制約著我國系統實驗的有序進行和尸體大數據的分析。

3 解決途徑與研究方法

鑒于以上問題，作者認為未來腐敗尸體PMI研究，可以從推斷模型的建立、研究方案的擬定、實驗數據的收集等方向開展。

首先，應完善PMI推斷有關理論的研究，建立以“概率論”為理論指導的PMI推斷模型。準確腐敗PMI的推斷有賴于對尸體自身特點以及尸體腐敗動態過程有關事實的認定。然而，“證據之境”原理表明，依據證據所推理出來的事實是一種概率性事實，具有發生錯誤的可能性。而PMI推斷中涉及的指標、影響因素與證據的作用相似，依據指標、影響因素所推斷出來的PMI結果也應是一種概率性的事實，因此也存在發生錯誤的可能。因此，以“概率論”為理論指導的多指標、多因素的PMI推斷模型，不僅有利于進一步對PMI推斷過程的本質屬性的理解，也有利于PMI推斷結果的正確評價與使用。

其次，擬定系統、統一的研究方案，開展多校長期合作的研究項目。我國是PMI研究的大國，研究方法涉及光譜分析、色譜質譜分析、電化學分析、昆蟲學方法、核酸蛋白質分析等多個領域，研究地點比較集中(主要在高校)，因此我國在PMI推斷的研究上具有一定的優勢。因此，不同PMI研究領域相互合作，擬定系統、統一的研究方案，不僅有利于不同技術理論間的相互滲透，同時還可以促進不同方法的比較與改進，為進一步PMI優秀指標的篩選以及多指標推斷模型的建立奠定方法基礎。

最后，健全我國死亡管理制度，建立我國不同地區PMI推斷數據庫。我國是世界人口大國，據國家統計管理局數據顯示，我國近5 a平均人口死亡率約為7.14‰，平均死亡人口數約為972萬。建立完善的死亡管理制度，不僅可以為整個醫學的發展提供動力，而且可以為PMI推斷的研究提供可靠大數據。在大數據的基礎上，分別建立適用于不同地區、不同氣候的PMI推斷數據庫，有望為腐敗尸體PMI推斷的研究帶來突破性進展。

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