麗蠅科蠅類的生物學(xué)特性及其法醫(yī)學(xué)應(yīng)用

趙博，溫嬋，齊莉莉，王賀，王冀

（1.河北醫(yī)科大學(xué)實驗診斷教研室，河北石家莊 050017；2.河北省兒童醫(yī)院，河北石家莊 050017；3.河北醫(yī)科大學(xué)病原生物學(xué)教研室，河北石家莊 050017；4.河北醫(yī)科大學(xué)教務(wù)處，河北石家莊 050017）

·綜述·

麗蠅科蠅類的生物學(xué)特性及其法醫(yī)學(xué)應(yīng)用

趙博1，溫嬋2，齊莉莉3，王賀3，王冀4

（1.河北醫(yī)科大學(xué)實驗診斷教研室，河北石家莊 050017；2.河北省兒童醫(yī)院，河北石家莊 050017；3.河北醫(yī)科大學(xué)病原生物學(xué)教研室，河北石家莊 050017；4.河北醫(yī)科大學(xué)教務(wù)處，河北石家莊 050017）

雙翅目（Diptera）麗蠅科（Calliphoridae）蠅類是最早出現(xiàn)在腐敗尸體、尸塊上的主要蠅類。在法醫(yī)昆蟲學(xué)領(lǐng)域，根據(jù)麗蠅科的生活特性，可以較準(zhǔn)確地推斷出兇殺案或無名尸案的死亡時間（postmortem interval，PMI），為案件偵破提供有利線索。本文介紹了麗蠅科蠅類的生物學(xué)、形態(tài)學(xué)特征，并對其在法醫(yī)昆蟲學(xué)與分子生物學(xué)、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、法醫(yī)毒理學(xué)方面的聯(lián)合應(yīng)用進行了綜述。

法醫(yī)昆蟲學(xué)；死亡時間；綜述[文獻類型]；雙翅目；麗蠅科

中國是具有悠久法醫(yī)傳統(tǒng)的國家，五代后晉《疑獄集·嚴(yán)遵疑哭》中曾有因死者頭部有蒼蠅聚集懷疑外傷，結(jié)果發(fā)現(xiàn)是鐵釘子釘進頭部致死的記載[1]。國際上公認(rèn)的有關(guān)法醫(yī)昆蟲學(xué)的最早專著是我國南宋宋慈撰寫的《洗冤集錄》。現(xiàn)代法醫(yī)昆蟲學(xué)研究開始于十九世紀(jì)后半葉，歐洲一些昆蟲學(xué)家與法醫(yī)學(xué)家合作，解決了一系列的疑難案例[2]。

法醫(yī)昆蟲學(xué)在腐敗尸體甚至白骨化尸體的死亡時間（postmortem interval，PMI）推斷上體現(xiàn)出無可比擬的優(yōu)越性，嗜尸性蠅類因以腐敗動物為孳生物的特殊生活習(xí)性，?？捎脕硗茰y兇殺案或無名尸案的PMI，為案件偵破提供有利線索。雙翅目（Diptera）麗蠅科（Calliphoridae）蠅類往往是首先發(fā)現(xiàn)并到達(dá)尸體的生物，并且在幾個小時之內(nèi)就可產(chǎn)卵在尸體上，所以測定尸體上不成熟期蠅類的發(fā)育齡期往往是估計PMI的關(guān)鍵資料。本文介紹了麗蠅科蠅類的生物學(xué)、形態(tài)學(xué)特征，主要從國內(nèi)外麗蠅科的分子生物學(xué)、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)、毒理學(xué)等方面的研究進行綜述，從而探討麗蠅科的生物學(xué)特性及其法醫(yī)學(xué)應(yīng)用。

1 麗蠅科生物學(xué)及形態(tài)學(xué)特征

1.1 麗蠅科生物學(xué)特征

雙翅目麗蠅科在世界性范圍內(nèi)分布十分廣泛，已知約1000多種，中國已知約150多種。幼蟲通常前端略呈長橢圓形，中段柱形，后端往往因具后突起群而宛如“皇冠狀”，1對后氣門即開口于后突起圍繞的后表面中間。蛹成圓筒狀，前端略尖、可見1對幼蟲前氣門，后端略平、周圍有皺縮、1對后氣門，在第3胸節(jié)稍偏上側(cè)有1對呼吸角[3]。

1.2 麗蠅科形態(tài)特征

嗜尸性蠅類應(yīng)用于PMI推斷主要是根據(jù)蠅類日齡的推斷，目前應(yīng)用最多的是外部形態(tài)特征。通過研究蠅類幼蟲體長與溫度、時間之間的相關(guān)性，可以對PMI作出較為精確的推算。眾多研究[4-7]專注于不同種蠅類幼蟲在不同的溫度條件下體長隨日齡的變化，并且找出了變化規(guī)律，為法醫(yī)學(xué)實踐提供了理論基礎(chǔ)。Grassberger等[4]對絲光綠蠅在十種不同溫度下的生長發(fā)育進行了研究，測量幼蟲體長并制成溫度-體長生長曲線圖。湯治洲[5]根據(jù)最小二乘法原理對尸體蛆長數(shù)據(jù)進行處理，得出根據(jù)蛆長推斷PMI的回歸方程。王江峰等[6-7]研究了溫度對大頭金蠅、絲光綠蠅幼蟲體長變化的影響，記錄隨時間、溫度的變化蠅類幼蟲達(dá)到最大體長的時間，并將體長隨時間的變化進行了曲線擬合，得出適合的Logistic改進模型。

1.3 麗蠅科超微形態(tài)特征

隨著電子顯微鏡性能的完善和種類的增多，其應(yīng)用范圍更加拓寬，對于在法醫(yī)昆蟲學(xué)中的應(yīng)用來說，使用最多的是掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）和透射電子顯微鏡（transmission electron microscope，TEM）。Liu等[8]采用DS-130掃描電鏡（美國國際科學(xué)儀器公司）對12種具有法醫(yī)學(xué)重要性的蠅類幼期的超微形態(tài)特征進行了描述，提出了卵﹑1齡﹑2齡﹑3齡幼蟲及蛹的分種檢索表。Greenberg等[9]也通過DS-130掃描電鏡對11種麗蠅的卵作了較詳盡的觀察、描述及研究。Ubero-Pascal等[10]應(yīng)用掃描電鏡對紅頭麗蠅幼蟲、蛹的頭部、胸部、腹部（肛門）等細(xì)節(jié)部位的超微結(jié)構(gòu)進行了研究。在我國，許世鍔等[11]分別用光鏡和掃描電鏡對照研究了大頭金蠅幼蟲的后氣門，證明后氣門由體壁層、氣門肌層及連接于其下的氣管3部分組成（在體壁層與氣門極層之間為潛在性的氣門腔），為蠅幼蟲分類提供了一定的基礎(chǔ)資料。王江峰等[12]應(yīng)用掃描電鏡對4種嗜尸性蠅類卵表面超微結(jié)構(gòu)進行研究，發(fā)現(xiàn)卵的大小、表面形態(tài)、中區(qū)、孵出線、卵孔和垂柱皆為重要鑒別特征。張學(xué)書等[13]對肥軀金蠅足的爪墊超微形態(tài)結(jié)構(gòu)進行了研究，發(fā)現(xiàn)每種蠅類的前、中、后爪墊的面積、剛毛均存在一定差別。電鏡技術(shù)在法醫(yī)昆蟲學(xué)中的應(yīng)用在嗜尸性蠅類超微結(jié)構(gòu)形態(tài)識別、種類鑒定方面有一定的應(yīng)用價值。

2 法醫(yī)昆蟲學(xué)與分子生物學(xué)的聯(lián)合應(yīng)用

以DNA分析為基礎(chǔ)、迅速并可靠地鑒定各個發(fā)育階段的嗜尸性昆蟲種類的方法，已成為近年研究熱點之一。Sperling等[14]首次報道運用PCR技術(shù)分析麗蠅科中3種蠅屬，測定mtDNA上2.3kb長的DNA序列，運用內(nèi)切酶HinfⅠ并鑒定這3種蠅屬。Wells等[15]對麗蠅科的mtDNA進行測序，對分類模糊的麗蠅進行了清楚的分子生物學(xué)分類，為PMI的準(zhǔn)確推斷提供了前提。Ramos de Pablo等[16]利用Cyt-b基因片段的種間差異，準(zhǔn)確地鑒別出一種當(dāng)?shù)佧愊?。Harvey等[17]釆用278bp COⅠ序列對來自22個國家的麗蠅科27個種119個樣本進行序列分析，也證實大部分種類能成功鑒定。Mazzanti等[18]采用561bp COⅠ、384bp COⅠ、605bp CC>Ⅱ和931bp COⅠ+COⅡ?qū)愊壖奥橄壊煌N類的蛹區(qū)進行分析并成功區(qū)分，證實了蛹也可以進行分子技術(shù)鑒定。Oliveira等[19]應(yīng)用ITS2序列對西班牙地區(qū)麗蠅進行研究，表明增加序列集合能更準(zhǔn)確地識別蠅種。

我國學(xué)者蔡繼峰等[20-21]對成都地區(qū)的嗜尸性蒼蠅mtDNA上COⅠ、COⅡ、16S rDNA的基因序列進行檢測。王江峰等[22]采用mtDNA擴增結(jié)合銀染技術(shù)和DNA序列分析，對中山市、廣州市及西安市5種常見嗜尸性蠅類的種類鑒定。尹曉宏等[23]對嗜尸性蠅類干樣本DNA提取方法進行改良，可以快速、穩(wěn)定地從嗜尸性蠅類干樣本中提取DNA。楊立等[24]利用COⅠ對中國14省不同地區(qū)38只嗜尸性蠅類進行種類鑒定。石堅等[25]研究表明，16S rDNA上289 bp基因序列能有效地對國內(nèi)常見麗蠅進行種類鑒定。DNA分析技術(shù)的應(yīng)用，將會給法醫(yī)昆蟲種類鑒定帶來方便，現(xiàn)在cDNA芯片技術(shù)能夠檢測生物不同生長發(fā)育期表達(dá)水平的差異，隨著這方面技術(shù)的成熟，DNA分析技術(shù)會越來越普遍地應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)實踐[26]。

3 法醫(yī)昆蟲學(xué)與數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的聯(lián)合應(yīng)用

數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是一門新興的圖像處理與分析學(xué)科，將其與法醫(yī)昆蟲學(xué)聯(lián)合，目前的研究主要是在昆蟲分類領(lǐng)域和數(shù)值分類學(xué)，通過掃描儀、數(shù)碼相機等設(shè)備獲取昆蟲圖像，然后應(yīng)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法分析圖像，再將昆蟲結(jié)構(gòu)、體形特征和數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)圖像比較，根據(jù)相似度進行鑒別分類。趙汗青等[27]對隸屬于半翅目、鱗翅目、鞘翅目等8個目25個科的40種昆蟲利用計算機視覺技術(shù)進行了自動鑒別研究。趙博等[28-29]采用形態(tài)觀察與圖像分析相結(jié)合的方法對麗蠅科蠅類幼蟲前氣門、后氣門、頭咽骨進行研究，篩選適合日齡推斷的指標(biāo)，并且發(fā)現(xiàn)咽骨的骨化面積、平均光密度，后氣門的平均光密度是最理想的判斷幼蟲日齡的指標(biāo)，為法醫(yī)昆蟲學(xué)實際工作中精確推斷PMI提供了重要的指導(dǎo)意義。黃麗莉等[30]初步建立了江西出境高風(fēng)險果實蠅屬昆蟲圖像自動識別系統(tǒng)。意大利維羅納大學(xué)的學(xué)者在第四屆歐洲法醫(yī)學(xué)會上提出法醫(yī)昆蟲學(xué)數(shù)據(jù)庫的建立，闡明了尸體上昆蟲的演替規(guī)律﹑健全嗜尸性昆蟲各發(fā)育階段的圖譜并資源共享。

4 法醫(yī)昆蟲學(xué)與法醫(yī)毒理學(xué)的聯(lián)合應(yīng)用

近年來，世界上毒品泛濫與藥物濫用十分嚴(yán)重，涉及毒品的案件也逐漸增多，因此越來越多的研究關(guān)注于這些毒品是否會對蠅類的發(fā)育產(chǎn)生影響。Bourel 等[31]研究嗎啡對絲光綠蠅發(fā)育的影響，發(fā)現(xiàn)嗎啡加速了絲光綠蠅的發(fā)育速率，在推算PMI時，若不考慮其影響，則會相差24h。因此，在利用昆蟲進行PMI推算時需考慮藥物對昆蟲發(fā)育速率的影響。Kintz等[32]通過LC法同時檢測了中毒尸體內(nèi)部器官以及寄生于其上的麗蠅幼蟲，發(fā)現(xiàn)蠅幼蟲中可檢出三唑侖、奧沙西泮、苯巴比妥、阿米替林、氯丙咪嗪5種藥品，而尸體組織僅能檢出其中部分。Manhoff等[33]對于尸體已木乃伊化的案件，通過GC-MS法從木乃伊尸體周圍的麗蠅幼蟲、甲蟲排泄物中檢測出可卡因。Nolte等[34]使用放射免疫分析（radioimmunoassay，RIA）、GC-MS法等多種技術(shù)，在一具死亡5個月白骨化尸體上的蠅幼蟲中發(fā)現(xiàn)可卡因。Carvalho等[35]研究結(jié)果顯示，安定加快麗蠅科蠅類發(fā)育。Oliveira等[36]研究表明，解痙藥丁溴東莨菪堿不僅減慢大頭金蠅幼蟲生長發(fā)育速度，而且降低了幼蟲的最大體質(zhì)量和最大體長，還改變了幼蟲死亡率。田潔等[37]研究表明，鹽酸嗎啡可促進大頭金蠅的生長發(fā)育速度。張楠等[38-39]研究發(fā)現(xiàn)，在控制溫度、濃度條件下鹽酸嗎啡均可促進肥須亞麻蠅的生長發(fā)育速度，并找到幼蟲的4項指標(biāo)是推測PMI的理想指標(biāo)。呂宙等[40]研究表明，氯胺酮能抑制大頭金蠅幼蟲生長發(fā)育速度。

雖然上述技術(shù)在法醫(yī)昆蟲學(xué)中得以應(yīng)用，但法醫(yī)學(xué)面臨的問題更為復(fù)雜：哪些品種毒物能在昆蟲體內(nèi)更易檢測到，哪些檢測手段更可靠且方法更簡便、易行，尤其是明確各種毒物致死劑量——尸體內(nèi)部器官、肌肉內(nèi)毒物含量——蠅類幼蟲或蛹內(nèi)毒物含量三者之間的數(shù)量關(guān)系會在一些毒物致死案件偵破工作中發(fā)揮重要作用等。隨著技術(shù)的進步，微量分析技術(shù)應(yīng)用于法醫(yī)昆蟲學(xué)與法醫(yī)毒理學(xué)，使其前景更廣闊。不僅能提供可能的死亡原因以進一步糾正PMI，而且為其他偵破線索提供基礎(chǔ)資料。

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Biological Characteristics of Calliphoridae and Its Application in Forensic Medicine

ZHAO Bo1,WEN Chan2,QI Li-li3,WANG He3,WANG Ji4
（1.Teaching and Research Office of Laboratory Diagnosis,Hebei Medical University,Shijiazhuang 050017, China;2.Children’s Hospital of Hebei Province,Shijiazhuang 050017,China;3.Teaching and Research Office of Pathogeny Biology,Hebei Medical University,Shijiazhuang 050017,China;4.Office of Educational Administration,Hebei Medical University,Shijiazhuang 050017,China）

Diptera Calliphoridae is the first major kind of flies that appears on the decomposed corpses. In forensic entomology,according to the living characteristics of Calliphoridae flies,we could accurately estimate postmortem interval（PMI）in a murder or unidentified case and could provide useful clues to solve the case.This paper introduces the characteristics of the biology and morphology of Diptera Calliphoridae,and reviews the combined application of forensic entomology,molecular biology,mathematical morphology and toxicology.

forensic entomology;postmortem interval;review[publication type];Diptera;Calliphoridae

DF795.1

10.3969/j.issn.1004-5619.2013.06.012

1004-5619（2013）06-0447-04

2013-04-23）

（本文編輯：張建華）

趙博（1983—），女，河北邢臺人，碩士，主要從事法醫(yī)昆蟲學(xué)研究；E-mail：zhaobo19830602@sina.com