呂 宙，萬立華

（1. 西南政法大學(xué)刑事偵查學(xué)院法化教研室，重慶，401120；

2. 重慶醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院法醫(yī)學(xué)教研室，重慶，400016）

昆蟲學(xué)證據(jù)在死亡時間推斷中的應(yīng)用

呂 宙1，萬立華2,*

（1. 西南政法大學(xué)刑事偵查學(xué)院法化教研室，重慶，401120；

2. 重慶醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院法醫(yī)學(xué)教研室，重慶，400016）

法醫(yī)昆蟲學(xué)是一門既古老又新興的交叉學(xué)科，死亡時間（PMI）推斷是法醫(yī)昆蟲學(xué)最主要的實踐應(yīng)用之一。為闡明昆蟲學(xué)證據(jù)在PMI推斷中的應(yīng)用以及未來該領(lǐng)域研究的熱點和難點，本文在闡述昆蟲個體發(fā)育、昆蟲群落演替、昆蟲代謝物質(zhì)以及時序基因等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，對近年來國內(nèi)外在利用法醫(yī)昆蟲學(xué)進行PMI推斷領(lǐng)域的研究進展進行了綜述。此外，本文還總結(jié)了實踐中需要注意的問題如各種推斷方法的適用范圍、常見的誤區(qū)以及在現(xiàn)場中昆蟲學(xué)證據(jù)的采集技巧等，以期提高基層法醫(yī)工作者的昆蟲學(xué)證據(jù)采集有效性。

法醫(yī)昆蟲學(xué)；死亡時間推斷；昆蟲個體發(fā)育；昆蟲群落演替；昆蟲代謝物質(zhì)；時序基因

法醫(yī)昆蟲學(xué)（forensic entomology）是應(yīng)用昆蟲及其他相關(guān)節(jié)肢動物證據(jù)來解決司法實踐中相關(guān)刑事與民事問題的一門學(xué)科，是一門既古老又新興的交叉學(xué)科。早在南宋時期，我國法醫(yī)學(xué)先驅(qū)宋慈就在其著作《洗冤集錄》中提及與昆蟲有關(guān)的法醫(yī)學(xué)知識和案例多達15處[1]。近年來，隨著現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)技術(shù)的進步，法醫(yī)昆蟲學(xué)迅速發(fā)展。國內(nèi)外學(xué)者對此做了許多相關(guān)研究，主要涉及與法律有關(guān)的節(jié)肢動物形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)種屬鑒定，嗜尸性雙翅目與鞘翅目幼蟲生長發(fā)育規(guī)律，尸體上昆蟲群落演替規(guī)律，環(huán)境對昆蟲的分布、生長發(fā)育的影響，以及昆蟲與尸體轉(zhuǎn)移、死亡原因、死亡方式的關(guān)系等[2]。

死亡時間（time of death，也稱死后經(jīng)歷時間postmortem interval，PMI）是法醫(yī)學(xué)研究的核心問題之一。在腐敗早期，各種尸體現(xiàn)象以及體液化學(xué)成分變化通常是推斷PMI較為可靠的指標。但隨著時間的推移，當(dāng)尸體高度腐敗后，上述方法往往難以使用[3]，這時就需要借助法醫(yī)昆蟲學(xué)知識和方法。PMI推斷是法醫(yī)昆蟲學(xué)的最主要也是最重要的應(yīng)用之一，然而目前我國還沒有形成統(tǒng)一的命案現(xiàn)場昆蟲學(xué)證據(jù)采集規(guī)程，因此基層法醫(yī)工作者常常因缺乏法醫(yī)昆蟲學(xué)基礎(chǔ)知識而錯誤地采集昆蟲學(xué)證據(jù)或選用錯誤的方法。在國內(nèi)第一部正式的《法醫(yī)昆蟲學(xué)》本科教材[4]出版之際，為闡明昆蟲學(xué)證據(jù)在PMI推斷中的應(yīng)用以及未來該領(lǐng)域研究的焦點和難點，本文在闡述昆蟲個體發(fā)育、昆蟲群落演替以及昆蟲代謝物質(zhì)、基因表達等相關(guān)概念的基礎(chǔ)上，對近年來國內(nèi)外在利用法醫(yī)昆蟲學(xué)進行PMI推斷領(lǐng)域的研究進展進行綜述，并提出了一些在實踐中應(yīng)注意的問題。

1 昆蟲個體發(fā)育與PMI推斷

蠅蛆和甲蟲是動物尸體腐敗的兩種重要參與因素，而這兩者之中又以蠅蛆更為重要[5]。由于蠅類在死亡發(fā)生后不久就在尸體上產(chǎn)卵，幼蟲孵出后直接攝食尸體組織，并在尸體上或尸體周圍完成胚后發(fā)育直至最終羽化為成蟲，故蠅類幼蟲的生長發(fā)育時間與實際死亡時間具有一定的平行關(guān)系[2]。此外，甲蟲會因蠅類幼蟲的出現(xiàn)或尸體干化等因素侵襲尸體，并產(chǎn)下捕食性或腐食性幼蟲。甲蟲的幼蟲生長發(fā)育時間雖然較實際死亡時間有一定的延遲，但周期卻較蠅類幼蟲更長。根據(jù)這些昆蟲的個體發(fā)育規(guī)律，能推斷短至一天以內(nèi)、長到一個月以上的PMI[6]。

1.1 根據(jù)未成熟蟲態(tài)發(fā)育形態(tài)學(xué)推斷PMI

絕大部分嗜尸性昆蟲的生長發(fā)育是一個包括了卵、幼蟲和蛹三個階段的完全變態(tài)發(fā)育過程。由于昆蟲在特定的發(fā)育階段擁有一定的形態(tài)學(xué)特征如口器、氣門、棘突等，以及與蟲齡相對應(yīng)的形態(tài)學(xué)指標如體長、體圍和體重等，因此可以通過這些特征或指標推算出相應(yīng)的PMI范圍。

美國學(xué)者Reiter最早提出利用嗜尸性蠅類幼蟲生長發(fā)育規(guī)律來推斷PMI的方法[7?8]。他研究了不同恒定溫度下歐洲秋冬季節(jié)最常見的紅頭麗蠅Calliphora vicina幼蟲的生長發(fā)育規(guī)律，結(jié)果顯示在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，紅頭麗蠅幼蟲的生長發(fā)育速度越快，但最大體長卻會有所降低。當(dāng)溫度到達30 ℃以上時，三齡幼蟲無法化蛹；當(dāng)溫度低于16 ℃時，幼蟲則進入休眠狀態(tài)。對其他幾種常見的嗜尸性蠅類如絲光綠蠅Lucilia sericata[9]、大頭金蠅Chrysomya megacephala[10]、巨尾阿麗蠅Aldrichina grahami[9]、肥須亞麻蠅Parasacrophaga crassipalpis[9]、伏蠅Phormia regina[11]、新陸原伏蠅Protophormia terraenovae[12]、古銅黑蠅Ophyra aenescens以及開普黑蠅Ophyra capensis[13]等的幼蟲在不同溫度下的生長發(fā)育研究表明，各種嗜尸性蠅類幼蟲生長發(fā)育均與Reiter的研究結(jié)果相似，只是不同種屬的生長發(fā)育適宜溫度范圍存在差異。

上述研究結(jié)果也顯示，不同種屬蠅類的幼蟲體長、體重等體型指標間存在顯著差異。因此，不進行種屬鑒定而直接用蠅蛆體長、體重等指標來推斷PMI可能出現(xiàn)極大的偏差，甚至誤導(dǎo)案件偵破方向[14]，而這一點也是廣大基層法醫(yī)工作者在應(yīng)用法醫(yī)昆蟲學(xué)時最易陷入的誤區(qū)之一。另外，在現(xiàn)場對蠅類幼蟲樣本處死固定時，不當(dāng)?shù)奶幚矸椒ㄒ矔吮镜拈L短大小造成影響，最好使用80 ℃左右溫開水燙死幼蟲并置于75 %的酒精中保存[15]。此外，處于進食階段的蠅類幼蟲發(fā)育的體長和體重會繼續(xù)增長，但一旦離食準備化蛹，則其體長和體重反而有下降的趨勢，因此處于增長階段的三齡幼蟲與離食期幼蟲容易相互混淆[16]，造成PMI推斷錯誤，這一問題對于基層法醫(yī)工作者來說尤其需要注意。有鑒于此，部分學(xué)者對幼蟲期不同蟲齡的形態(tài)學(xué)特征進行了進一步研究，發(fā)現(xiàn)可根據(jù)幼蟲中腸前段空氣的有無來區(qū)分仍在取食的三齡幼蟲和離食期幼蟲[7]。美國學(xué)者Greenberg[17]對伏蠅蛹期進行了觀察，發(fā)現(xiàn)蛹殼內(nèi)的幼蟲也存在階段性體征變化。在此基礎(chǔ)上，我國學(xué)者王江峰提出使用發(fā)育形態(tài)學(xué)來對幼蟲期和蛹期進行細化區(qū)分，并認為主要可根據(jù)幼蟲口咽器與前后氣門裂的形態(tài)、消化道所占體腔比例以及蛹期幼蟲頭部形態(tài)學(xué)變化等來確定絲光綠蠅[16,18]、大頭金蠅[19?20]、家蠅Musca domestica[21]和巨尾阿麗蠅[22?23]的蟲齡，從而進一步確定發(fā)育時間。近年來，隨著掃描電鏡技術(shù)的進步與普及，一些學(xué)者也將其應(yīng)用到了嗜尸性蠅類幼蟲的發(fā)育形態(tài)鑒定上，使得蟲齡的鑒定更加細微化。泰國學(xué)者Sukontason等利用掃描電鏡對醬亞麻蠅Parasarcophaga dux[24]以及瘦葉帶綠蠅Hemipyrellia ligurriens[25]幼蟲的超微結(jié)構(gòu)進行了研究。研究結(jié)果顯示，在超微水平上，前后氣門與口咽器的形態(tài)仍然是鑒定蟲齡的金指標。

1.2 根據(jù) 幼蟲發(fā)育積溫和發(fā)育歷期推斷PMI

作為變溫動物，昆蟲本身代謝產(chǎn)熱較低，其幼蟲需要從外界環(huán)境中獲取足夠熱量來完成生長發(fā)育過程。所以，幼蟲生長發(fā)育速度與積溫（thermal accumulation）緊密相關(guān)。積溫是指在規(guī)定時間內(nèi)，符合特定條件的各日平均溫度或有效溫度的總和[26?27]。對于嗜尸性昆蟲而言，要完成從幼蟲到蛹的發(fā)育形態(tài)轉(zhuǎn)變，除了需要充足的食物，還需要一定量的積溫，而積溫又與溫度以及發(fā)育歷期相關(guān)。因此，可根據(jù)尸體上某種蠅蛆的發(fā)育積溫以及發(fā)育歷期來推斷PMI[26]。

1.3 影響因素與局限性

作為法醫(yī)昆蟲學(xué)在死亡時間推斷中最常用方法，昆蟲個體發(fā)育法簡單快捷，易于在基層法醫(yī)工作者中推廣。但是，這類方法也受到一些內(nèi)外因素的影響，存在一定的應(yīng)用局限性[2]。首先，目前對嗜尸性蠅類幼蟲生長發(fā)育的相關(guān)研究大都是建立在溫度較為恒定的條件下，而與自然界白天溫度高、夜間溫度低的客觀規(guī)律不符[27]。在日均溫度相同的情況下，各種蠅類幼蟲在溫度波動條件下生長發(fā)育速度均較恒溫快[28]，尤其是亮綠蠅Lucilia illustris幼蟲在兩種條件下整個幼蟲期相差達30 d。此外，光周期也具有類似的影響。研究顯示，光周期在較低溫度下（20 ℃）會顯著影響伏蠅幼蟲生長發(fā)育，而在稍高溫度時（25℃）影響不大[29]。上述兩種影響因素表明，在使用個體生態(tài)學(xué)方法推斷PMI時，需要注意不同季節(jié)的晝夜溫差、日照時長差異，必要時可根據(jù)現(xiàn)有的法醫(yī)昆蟲學(xué)資料對推斷出的PMI進行調(diào)整。其次，尸體所含的養(yǎng)分差異也可能影響蠅類幼蟲生長發(fā)育，例如在動物肝臟上取食的銅綠蠅Lucilia cuprina與螳麗蠅Calliphora augur幼蟲發(fā)育速度明顯較在肌肉組織和腦組織上取食的慢[30]，而在牛肉上飼養(yǎng)的大頭金蠅與惡臭金蠅Chrysomya putoria幼蟲三齡時體重明顯超過在魚類和動物內(nèi)臟上飼養(yǎng)組[31]。因此，對于體型肥胖的尸體，在使用昆蟲個體生態(tài)學(xué)推斷PMI時需適當(dāng)延長。此外，雖然每一個體的代謝產(chǎn)熱極少，但當(dāng)大量蠅蛆聚集在一起時，由于蛆群代謝產(chǎn)熱的積累以及相互摩擦生熱，蛆群內(nèi)部溫度可較環(huán)境溫度高出10 ℃以上[32]，這一現(xiàn)象稱之為蛆群效應(yīng)或蛆團效應(yīng)（larval-mass effect）。筆者曾對野外動物尸體上蛆群溫度進行實測，當(dāng)氣溫僅22.1 ℃時，蛆群溫度可達37.7 ℃。因此在現(xiàn)場采集用于PMI推斷的蠅蛆樣本時，如果最老的幼蟲尚未爬離尸體化蛹，需對蛆群的數(shù)量進行粗略的估算和記錄。最后需要注意的是，某些藥物和毒物也能影響蠅類幼蟲甚至蛹的發(fā)育[33?34]。在命案偵破中，如果確定死者生前服用過大劑量的某種藥（毒）物如安眠藥類、有機磷農(nóng)藥等時，應(yīng)將這些藥（毒）物對蠅蛆生長發(fā)育的影響考慮在內(nèi)[35]。

2 昆蟲群落演替與PMI推斷

早在1894年，Mégnin就發(fā)現(xiàn)在暴露的人類尸體上先后存在8個明顯不同昆蟲群落[9]，Payne將這種現(xiàn)象稱為昆蟲群落演替（insect fauna succession），并根據(jù)不同腐敗程度將尸體腐敗分為6個階段：新鮮期、腫脹期、快速腐敗期、高度腐敗期、干化期以及白骨化期。研究顯示，由于不同的腐敗期尸體因細菌分解或昆蟲活動釋放的氣味分子不同，其誘導(dǎo)而來的昆蟲群落組成也因此不斷發(fā)生變化，形成一種隨時間演變的食物鏈以及各種食性昆蟲的種群層疊[36]。因此，這種群落組成變化以及種群層疊存在一定的時序性規(guī)律，法醫(yī)工作者可借此規(guī)律來推斷PMI。借助昆蟲群落演替規(guī)律來推斷PMI主要用于高度腐敗的尸體，有時能用于推算死亡時間長達一個月甚至數(shù)個月的干化尸體[2]。關(guān)于這種方法推斷PMI的研究及應(yīng)用，筆者已進行過專門綜述[37]，故不在此贅述。

除上述嗜尸性昆蟲群落演替規(guī)律外，季節(jié)性的昆蟲群落組成有時也能輔助PMI推斷。不同的昆蟲生理構(gòu)造不同，因此生活習(xí)性也存在差異，繼而導(dǎo)致了它們活動與活躍的季節(jié)也不同。通過對某一地區(qū)全年十二個月的昆蟲群落組成情況進行調(diào)查，結(jié)合命案現(xiàn)場中尸體上出現(xiàn)的昆蟲種類，可以初步推斷死者死亡的月份[38]。這種方法雖然精確度略低，但仍可作為高度腐敗尸體PMI推斷的一種輔助手段。

3 昆蟲代謝物質(zhì)、基因表達與PMI推斷

在昆蟲生長發(fā)育過程中，不僅僅是體表形態(tài)結(jié)構(gòu)在逐漸變化，其體內(nèi)的代謝物質(zhì)也會隨著蟲體的不斷成熟而改變。其中，昆蟲表皮碳氫化合物、血淋巴可溶性蛋白以及蝶啶等代謝物質(zhì)的時間相關(guān)性比較高。早在上世紀70年代中期，Arnold與Regnier[39]就研究了麻蠅Sarcophaga bullata表皮碳氫化合物隨幼蟲發(fā)育而改變的趨勢，發(fā)現(xiàn)其表皮碳氫化合物的含量隨著幼蟲的發(fā)育而不斷增加。Moore等[40]對絲光綠蠅幼蟲表皮碳氫化合物主成分研究發(fā)現(xiàn)，其表皮碳氫化合物各種組分在幼蟲不同齡存在顯著差異。我國學(xué)者朱光輝等[41]研究了大頭金蠅蛹殼表皮碳氫化合物風(fēng)化規(guī)律，其結(jié)果顯示，蛹殼表皮與幼蟲表皮碳氫化合物的主要成分類似，其中以n-C29和n-C23的差異性變化規(guī)律性最為顯著。除了昆蟲表皮碳氫化合物外，昆蟲體內(nèi)的某些生化產(chǎn)物如血淋巴可溶性蛋白[42]、蝶啶[43]等的含量與蠅類幼蟲或成蟲發(fā)育時間也具有顯著的相關(guān)性。嗜尸性昆蟲在生長發(fā)育過程中代謝物質(zhì)存在時序性變化，從分子層面而言，也就是DNA的表達產(chǎn)物發(fā)生了改變[44]。對于嗜尸性蠅類而言，卵期、幼蟲期和蛹期的時序基因（temporal gene）的差異性表達規(guī)律性最強[45-48]。并且，這種分子層面的時序性變化有時比未成熟期蟲體的體表形態(tài)變化更精確，尤其是離食階段的三齡幼蟲和蛹期，其幾丁質(zhì)合成酶、蛻皮激素受體、熱休克蛋白60、熱休克蛋白90、抗有機磷酸酯1、超氣門蛋白等物質(zhì)的基因差異性表達最為明顯[45]。值得注意的是，由于昆蟲代謝物質(zhì)和時序基因表達的種屬差異性較大，因此和昆蟲個體發(fā)育方法一樣需要預(yù)先對現(xiàn)場采集到的樣本進行種屬鑒定。此外，由于目前該類方法大多適用于現(xiàn)場僅殘余蠅類蛹殼的情況，因此尚未在實踐中普及應(yīng)用。

4 展望

近幾年來，涉足法醫(yī)昆蟲學(xué)領(lǐng)域的國內(nèi)學(xué)者越來越多，研究內(nèi)容也越來越廣泛、深入。2014年6月在長沙舉辦了我國首屆法醫(yī)昆蟲學(xué)高峰論壇，首次由全國法醫(yī)昆蟲學(xué)專家參與編寫的《法醫(yī)昆蟲學(xué)》人民衛(wèi)生出版社教材也剛剛出版[4]，昆蟲學(xué)證據(jù)也在國內(nèi)越來越多的現(xiàn)實案例中得到實踐與應(yīng)用。然而，在沒有規(guī)范統(tǒng)一的現(xiàn)場采樣流程和相應(yīng)知識與技術(shù)支持的情況下錯用或濫用昆蟲學(xué)證據(jù)，只會造成極大的偏差，最終誤導(dǎo)案件偵查方向。因此，未來昆蟲學(xué)證據(jù)要在PMI推斷中得到更廣泛應(yīng)用，首先應(yīng)在基層法醫(yī)工作者中樹立良好的昆蟲學(xué)證據(jù)意識，推廣普及法醫(yī)昆蟲學(xué)知識；其次，應(yīng)注重基礎(chǔ)研究與實踐相結(jié)合，并建立規(guī)范化的現(xiàn)場采樣操作以及后續(xù)實驗室分析流程，最終形成能夠?qū)嶋H應(yīng)用的統(tǒng)一規(guī)范；在基礎(chǔ)研究方面，還可結(jié)合尸體上的腐敗相關(guān)微生物群落演替、土壤化學(xué)物質(zhì)變化等情況進行綜合研究。

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Insect Evidence and Its Application in Postmortem Interval Estimation

Lü Zhou, WAN Lihua
(Department of Forensic Medicine and Chemistry, Criminal Investigation Law School, Southwest University of Political Science and Law, Chongqing 401120, China)

Forensic entomology, both time-honored and emerging, is an interdisciplinary science. Estimating the time of death (postmortem interval, PMI) is one of the major applications of forensic entomology. With the rapid progress of forensic entomology in recent years, the accuracy of estimation of the PMI has been greatly improved on the corpse decomposition into its later stage. However, there is no normal teaching material compiled for forensic entomology temporarily in China. Therefore, the forensic medical examiners are difficult to correctly apply insect evidence to PMI estimation. Aiming to illuminate the current applications and the future research hotspots, this article reviews the progress of estimating the postmortem interval with insect evidence based on the bionomics about insect at its immature stages, fauna succession, metabolite and temporal gene. The issues, necessary to pay attention, are also presented about managing the insect evidence in real cases such as its applicability, common misunderstanding and the technique of collecting specimens in the scene.

forensic entomology; postmortem interval estimation (PMI); bionomics; insect fauna succession; insect metabolite; temporal gene

DF795.1

A

1008-3650(2016)05-0352-05

2015-11-12

格式：呂宙，萬立華.昆蟲學(xué)證據(jù)在死亡時間推斷中的應(yīng)用[J]. 刑事技術(shù)，2016,41(5):352-356.

10.16467/j.1008-3650.2016.05.002

呂宙（1984—），男，湖北武漢人，博士，講師，研究方向為法醫(yī)昆蟲學(xué)與法醫(yī)現(xiàn)場學(xué)。E-mail：forensicluzhou@hotmail.com

* 通訊作者：萬立華（1950—），男，重慶人，學(xué)士，教授，研究方向為法醫(yī)現(xiàn)場學(xué)與法醫(yī)人類學(xué)。E-mail：forensicwanlihua@163.com