应用法医微生物学推断死亡时间研究进展

死亡时间推断一直是法医学领域的重点和难点问题。研究发现尸体微生物群落演替规律与死亡时间之间呈现高度相关,其可为死亡时间推断提供新方法。近年来,国内外学者利用法医微生物学理论与方法对存在于不同环境中的尸体死亡时间推断进行了大量研究,丰富了死亡时间推断方法,提高了死亡时间推断的准确性。本文就暴露、埋藏和水中三种环境下尸体菌群演替规律的异同进展作简要综述,以期探讨不同环境下利用法医微生物学推断死亡时间的研究现状、所面临的问题及应用前景。

结合现场环境及植物物证推断死亡时间1例

1案例1.1简要案情2020年2月24日,某市公安局指挥中心接到报警称,在某地高速公路北侧一桥下河道内发现一具尸体。1.2现场勘验及尸表检查尸体所在河道呈南北走向,尸体位于桥北侧4.14 m处,桥下河道中部水深78 cm,桥北侧46 m处有河坝阻断,桥南侧150 m处有渔网隔离,水体呈静态。河道西侧为香樟树林,东侧岸边为杨树林。桥南侧东岸至高速公路及高速公路两侧均装有围栏;桥东西两端均有砖砌成的矮墙阻止汽车通行,桥西侧为乡道,向西可通公路。尸体距东侧河岸56 cm,呈仰卧位,该处水深28 cm,尸体下方及四周长有水草。尸体东侧岸边有一块2.5 m×2.1 m的平坦地面,地面散落有枯萎的杨树落叶及枯树枝。

海水溺死大鼠盲肠微生物群落变化及结合随机森林机器学习算法进行死亡时间推断

目的:研究海水中溺死大鼠和CO_(2)窒息死后入水大鼠盲肠微生物的演替规律,并结合随机森林(random forest,RF)机器学习算法进行死后淹没时间(postmortem submersion interval,PMSI)的推断。方法:本研究将70只健康成年SD大鼠随机分为海水溺死组(seawater drowning group,D组)和死后入水组(postmortem submersion group,PS组)。建立动物模型后置于25℃恒温气候箱,按照死后经历时间(0、12、24、36、48、72、96 h)对盲肠内容物进行取材,经十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammonium bromide,CTAB)法提取DNA,细菌16S rDNA V3-V4区特异性扩增,高通量测序等得到测序数据,对盲肠微生物群落特征进行多样性分析;结合微生物组测序结果和RF机器学习算法,筛选生物标志物,建立海水溺死和死后入水组大鼠尸体的PMSI预测模型。结果:海水溺死组和死后入水组的盲肠微生物群落特征存在差异。结合RF机器学习算法筛选出16种推断PMSI的潜在生物标志物,并分别建立了海水溺死组(D组)和死后入水组(PS组)的PMSI推断模型。海水溺死组预测模型结果:平均绝对误差(mean absolute error,MAE)=13.272 h,R^(2)=0.798;死后入水组预测模型结果:MAE=9.956 h,R^(2)=0.793。结论:本研究表明,海水溺死和死后入水2种死因的盲肠微生物群落存在规律性差异,证明了结合RF机器学习算法的盲肠内容物微生物群落演替能够成为海水尸体PMSI推断的有效生物学指标。

珠江三角洲猪尸体上昆虫群落的演替及其对法医学中死亡时间推断的指示意义

为了解决刑事案件中死者死亡时间推断的难题,不同季节野外环境用18头猪尸体做模拟材料观察和筛选对推断死亡时间高度准确的昆虫指标。结果表明,幼虫开始出现时间、幼虫开始爬离时间、大部分幼虫爬离尸体的时间、开始化蛹的时间、大部分幼虫化蛹的时间、开始羽化的时间、羽化结束的时间等若干昆虫指标比较敏感且稳定可用作死亡时间的精确推断。在珠江三角洲春季、夏季及秋季尸体腐败很快,分别在259±23,202±18,277±20h进入白骨化期,而冬季则时间较长,约经过1297±63h才进入白骨化期。大约有47种嗜尸性昆虫在尸体生态环境出现,大多数种类全年可见,尸体上的昆虫群落的优势种为大头金蝇Chrysomya megacephala、绯颜裸金蝇Achoetandrus rufifacies及厚环黑蝇Hydrotaea(Ophyra)spinigera。蝇类昆虫在尸体上只能大规模繁殖一代尸体即白骨化。根据以上结果可确定一些可用于死亡时间推断的关键时间点。

用巨尾阿丽蝇蛹期发育形态来推断死者死亡时间

为了明确对于凶杀案件中死亡时间判断有重要意义的蝇蛹的形态随时间的变化规律 ,在 16、 2 0、 2 4、 2 8、 32℃饲养了巨尾阿丽蝇并定期取样、解剖 ,显微镜下观察其体表形态变化。结果表明 :巨尾阿丽蝇蛹壳内蛹呈现出规律性的变化 ,这些规律性的变化可指示出蛹的发育进程 ,进而可指示该昆虫在尸体上出现的时间 ,从而对死者的死亡时间做出判断。根据这些规律性的变化可将蛹期划分为 7个阶段。不同恒温下达到以上阶段所需时间不同 ,高温下短而低温下长。

大头金蝇Chryso mya megacephala幼虫发育形态学及其在死亡时间推断中的应用探讨

为了明确对于凶杀案件中死亡时间判断有重要意义的蝇类幼虫的形态特征变化规律 ,在 16℃、2 0℃、 2 4℃、 2 8℃、 32℃饲养了大头金蝇并定期取样 ,显微镜下观察其形态变化。结果表明 :后气门形态、表皮、消化道等随时间而发生规律性的变化可作为幼虫日龄的标志。据此将幼虫期划分为 8个阶段。不同温度下到达上述各阶段的时间不同 ,低温下需要时间长 ,高温下需要时间短。

吗啡对丝光绿蝇发育积温的改变与死者死亡时间推断的相关研究

用盐酸吗啡注射家兔,处死后用家兔的肌肉组织饲养丝光绿蝇(Lucilia sericata)初孵幼虫,研究吗啡对丝光绿蝇幼虫和蛹生长发育的影响及其在法医学中推断死者死亡时间方面的应用.结果表明,在自然条件下,取食处理组兔肉的丝光绿蝇幼虫的体长和蛹的重量在不同程度上大于对照组;处理组发育积温均比对照组减少.在实验的剂量范围内(4.7～18.8 mg·kg-1),吗啡可促进丝光绿蝇幼虫和蛹的生长发育.根据幼虫或蛹的发育积温推断死者死亡时间,吗啡的这种影响可使推断值产生的最大偏差达80 h左右.

离体人胸骨骨髓DNA降解与腐败尸体死亡时间推断的初步研究

目的研究死后胸骨骨髓DNA的降解与较长死后间隔时间(PMI)的关系。方法采用改良Feulgen染色及计算机图像分析技术对离体人胸骨(取材后分别室温搁置0,1,3,5,7d)骨髓DNA含量进行定量检测。结果在较长PMI范围内,人胸骨骨髓DNA含量仍呈现下降规律。结论人胸骨骨髓DNA降解规律可望应用于较长PMI的推断。

恒温条件下吗啡对丝光绿蝇发育规律改变与死者死亡时间推断的相关研究

目的了解吗啡对丝光绿蝇生长发育的影响为刑事调查推断死者死亡时间提供科学依据。方法用0.5、1.0、2.0倍致死量吗啡注射家兔,处死后取家兔四肢肌肉组织,28℃恒温条件下分别诱丝光绿蝇雌性产卵,饲养至羽化。结果吗啡缩短了丝光绿蝇的发育历期,最大值达84h,且改变了丝光绿蝇幼虫的体长、体重及蛹重。结论此结果可应用于法医昆虫毒理学吗啡致死案件中死者死亡间隔时间(PMI)的推断。

测量大鼠死后骨骼肌pH值推断早期死亡时间实验研究

目的利用KNIpHE电极对大鼠死后不同时间骨骼肌pH值进行测定,探讨死后骨骼肌pH值与早期死亡时间(PM I)之间的关系,为利用该种电极在现场快速准确推断死亡时间取得实验依据。方法36只大鼠分为12组,每组3只,分别于死后即刻和死后1,2,3,4,6,8,10,12,16,20,24h取材,制备匀浆后,采用美国Thermo O rion公司210型便携式酸度计配套KNIpHE7120BN电极直接测量pH值;采用南京建成生物工程研究所研制的试剂盒用分光光度法检测乳酸(LA)浓度、肌酸激酶(CK)活性。结果①大鼠死后12h内,股四头肌pH值随PM I延长而逐渐下降,二者之间呈负相关;②大鼠死后12h内,股四头肌LA浓度随PM I延长而上升,与pH值呈负相关;③大鼠死后24h内,股四头肌CK活性随PM I延长而逐渐增强,二者之间呈正相关;④以12h内pH值数据对PM I进行一元线性回归分析,回归方程为:PM I=115.499-17.7pH(R2=0.662,P<0.01,R2为决定系数)。结论利用Thermo O rion KNIpHE电极测定骨骼肌pH值推断早期死亡时间具有较好的应用前景。

应用嗜尸性昆虫推断死亡时间11例

目的检验嗜尸性昆虫推断死亡时间的可行性及准确度,为鉴定实践提供参考。方法筛选11例已破案证实且昆虫学证据比较完整的案件,对案件中出现的昆虫种类、推断结果及真实结果进行统计和对比分析。结果案发现场所发现的昆虫包括大头金蝇、绯颜裸金蝇、乌足锡蝇、丝光绿蝇、厚环黑蝇、厩腐蝇、麻蝇(未鉴定具体种类)、蛆症异蚤蝇、黑水虻、丽腐阎甲、大隐翅甲、白腹皮蠹和赤颈郭公甲共13种。11例案件死亡时间均落在推断的时间范围内,其中72.73%的案件推断结果及真实结果在同一天。结论嗜尸性昆虫可以简单方便地推断死亡时间,死亡时间在蝇类或甲虫发育一代时间内的案件,推断结果比较准确,超过此范围,准确度降低。

利用肌原纤维小片化指数推断死亡时间

目的研究死后机体骨骼肌肌原纤维小片化指数(MFI)与死亡时间之间的关系。方法双缩脲法测定室温下不同死后时间家兔骨骼肌全蛋白浓度,分光光度法测定540nm处0.5mg/mL蛋白浓度下的骨骼肌肌原纤维小片化指数。结果在死后早期,肌原纤维小片化指数随着时间延长逐步增高。结论肌原纤维小片化指数可用于早期死亡时间的推断。

基于16S rRNA高通量测序技术的肠道菌群多样性推断死亡时间

目的采用16S rRNA高通量测序技术探究大鼠肠道菌群变化与死亡时间(postmortem interval,PMI)之间的关系。方法大鼠腹腔麻醉致死后置于16℃,提取死后0、1、2、3、5、7、9、12、15、18、21、24、27和30 d共14个时间点的盲肠内容物DNA,采用16S rRNA高通量测序技术,检测大鼠盲肠内容物中的肠道菌群,对数据进行多样性及差异性分析。结果死后30 d内大鼠肠道微生物菌群总数未发生明显变化,但菌群多样性呈上升趋势。在死后13个时间点共筛选出119个具有显著差异的细菌群落。构建全部时间点、9 d前、12 d后PMI推断的偏最小二乘(partial least squares,PLS)回归模型,其决定系数(R2)分别为0.795、0.767和0.445;交叉验证均方根误差分别为6.57、1.96和5.37 d。结论利用16S rRNA高通量测序技术探究死后30 d内肠道菌群的变化规律,其组成和结构出现了明显的变化,且建立的PLS回归模型表明PMI与肠道菌群之间高度相关,呈一定时序性变化。

傅里叶变换红外光谱技术在死亡时间推断中的运用

死亡时间(postmortem interval,PMI)推断是命案现场首先要解决的重要问题之一,因此法医学者运用了大量的技术和统计学方法试图精确推断PMI。由于PMI推断受到外部、内部、死亡前和死亡后等多种因素影响,既往多种方法均存在局限性。傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FTIR)光谱技术已应用于蛋白质、核酸、碳水化合物的纯品物质研究上,近年来也被广泛用于研究复杂的细胞和组织。功能强大的计算机软件可以对光谱变换、平滑、基线校正、归一化等进行处理,使FTIR光谱仪对样本的定量研究成为可能,并从分析化学领域推广到生物学和临床医学研究。本文综述了FTIR光谱原理及其在生物医学中的应用,并着重阐述死后尸体组织的FTIR光谱学变化及在PMI推断中的应用价值。

图像分析技术测定DNA含量变化推断死亡时间的研究及应用前景

图像分析技术是20世纪50年代发展起来的一门技术,它通过对图像信息的收集、处理、计算、分析而得出图像各部分的数量变化,在生物医学领域已经成为一种常规的定量技术。本文对图像分析技术测定DNA含量的原理、死后细胞核DNA降解的规律及图像分析技术定量DNA推断死亡时间的应用前景进行了综述。

玻璃体液化学成分规律性改变与死亡时间推断的研究进展

死亡时间(postmortem interval,PMI)的准确推断是法医尸体检验工作中的难题之一,PMI推断对刑事案件的侦察和审判具有重要的意义。人死亡后不同时间眼玻璃体液化学成分的规律性变化,如钾、镁、氨、尿素氮、肌酐和尿酸、次黄嘌呤、乳酸的含量逐渐升高,而钙、钠、酶类、葡萄糖、维生素C的含量逐渐降低,有助于比较准确地进行PMI推断。本文对其在法医学领域的研究进展进行综述。

巨尾阿丽蝇幼虫发育形态学及其在死者死亡时间推断中的应用

为了明确对于凶杀案件中死亡时间判断有重要意义的蝇类幼虫的形态特征变化规律 ,分别在 12、 16、 2 0、 2 4和 2 8℃下饲养了巨尾阿丽蝇Aldrichinagrahami (Aldrich)并定期取样 ,显微镜下观察其形态变化。结果表明 :后气门形态、表皮、消化道等随时间而发生的规律性变化可作为幼虫日龄的标志。据此将幼虫期划分为 :1龄期、 2龄早期、 2龄后期、 3龄叠气门期、开环期、浅闭环期、深闭环期、圆锥期。到达上述各发育阶段的时间决定于温度。