國(guó)內(nèi)外法醫(yī)毒物學(xué)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

杜鴻雁，楊 智，劉 博，張蕾萍，董 穎，王瑞花

（1. 公安部物證鑒定中心北京市現(xiàn)場(chǎng)物證檢驗(yàn)工程技術(shù)研究中心, 北京 100038；

2. 海南省公安廳物證鑒定中心，?？?570203；3. 黑龍江省公安廳刑事技術(shù)總隊(duì)，哈爾濱 150008）

國(guó)內(nèi)外法醫(yī)毒物學(xué)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

杜鴻雁1，楊 智2，劉 博3，張蕾萍1，董 穎1，王瑞花1

（1. 公安部物證鑒定中心北京市現(xiàn)場(chǎng)物證檢驗(yàn)工程技術(shù)研究中心, 北京 100038；

2. 海南省公安廳物證鑒定中心，?？?570203；3. 黑龍江省公安廳刑事技術(shù)總隊(duì)，哈爾濱 150008）

近年來，隨著執(zhí)法實(shí)戰(zhàn)的需要，以及分析化學(xué)、法醫(yī)毒理學(xué)等學(xué)科的不斷發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步，毒物毒品預(yù)警、未知毒物篩查、代謝組學(xué)研究、現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)技術(shù)開發(fā)和設(shè)備研制等已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外法醫(yī)毒物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，并取得了一系列技術(shù)進(jìn)步和實(shí)際應(yīng)用效果。本文綜述了國(guó)內(nèi)外在結(jié)構(gòu)特征解析與預(yù)警、體內(nèi)代謝規(guī)律及代謝組學(xué)、死后動(dòng)力學(xué)、檢測(cè)探測(cè)等方面的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)，以期為我國(guó)法醫(yī)毒物學(xué)未來的研究方向提供參考。

法醫(yī)毒物學(xué)；分析化學(xué)；研究進(jìn)展

法醫(yī)毒物學(xué)是應(yīng)用毒理學(xué)和分析化學(xué)等有關(guān)學(xué)科的理論和技術(shù)研究與法律有關(guān)的自殺、他殺、意外或?yàn)?zāi)害事故引起中毒的學(xué)科。法醫(yī)毒物學(xué)包括法醫(yī)毒理學(xué)和法醫(yī)毒物分析。近年來，國(guó)內(nèi)外在結(jié)構(gòu)特征解析與預(yù)警、體內(nèi)代謝規(guī)律及代謝組學(xué)、死后動(dòng)力學(xué)、檢測(cè)探測(cè)等方面均取得長(zhǎng)足進(jìn)展。

1 新型毒物毒品發(fā)展趨勢(shì)與預(yù)警研究進(jìn)展

科技發(fā)展促使新的化學(xué)物質(zhì)以前所未有的速度出現(xiàn)，全球每天新合成化學(xué)品達(dá)12 000多種。除傳統(tǒng)的安眠藥、農(nóng)藥、毒品外，乙醇、新型毒品、新型除草劑、新型殺鼠劑、生物堿、重金屬元素等也逐漸成為日常的檢驗(yàn)對(duì)象，如性犯罪藥物GHB（Gamma Hydroxybutyrate）[1]、河豚毒素[2]、抗凝血?dú)⑹髣?、高毒性除草劑百草枯[3]、元素鉈[4]、某些抗生素[5]等。為了有效應(yīng)對(duì)毒物犯罪和毒品案件造成的不良社會(huì)后果和負(fù)擔(dān)，西方發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、法國(guó)等建立了全國(guó)新型毒物毒品中毒、濫用預(yù)警體系，以時(shí)刻監(jiān)控毒物毒品在其國(guó)內(nèi)的各流通環(huán)節(jié)。我國(guó)在這方面的起步較晚，亟需進(jìn)行全面深入的研究。

1.1 新型毒物毒品種類發(fā)展趨勢(shì)

隨著科技發(fā)展，毒物檢驗(yàn)的內(nèi)容和范圍也越來越廣，涉及中毒案件及毒物犯罪案件的種類也大幅增加。較之于發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)，涉案毒物長(zhǎng)期以來主要集中于乙醇、精神類和麻醉類藥物，種類較為單一的現(xiàn)狀，在我國(guó)，屬于法醫(yī)毒物檢驗(yàn)鑒定范圍的有毒物質(zhì)竟至成千上萬種，種類多樣、性質(zhì)各異，給相關(guān)研究和檢驗(yàn)鑒定帶來了極大挑戰(zhàn)和難度。我國(guó)作為中草藥大國(guó)，有毒動(dòng)植物中毒案件時(shí)有發(fā)生[6]，加之許多有毒動(dòng)植物的有毒成分至今尚不清楚，故急需開展相關(guān)研究。因此，今后應(yīng)加強(qiáng)新型毒物的中毒預(yù)警研究，建立相應(yīng)監(jiān)測(cè)體系，開展中毒控制關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)，以求最大限度降低中毒案事件的發(fā)生率。

1.2 新型毒物毒品預(yù)警研究進(jìn)展

為了有效預(yù)防和應(yīng)對(duì)有毒化學(xué)物質(zhì)對(duì)人類的危害，1956年美國(guó)兒科學(xué)會(huì)在芝加哥建立了世界上第一個(gè)中毒控制中心（Poison Control Center，PCC）。目前大多數(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家和部分發(fā)展中國(guó)家及地區(qū)已建立起兩百多家PCC。此外，國(guó)際化學(xué)品安全規(guī)劃署、歐共體聯(lián)合研究中心等國(guó)際組織也相繼成立。這些國(guó)家和國(guó)際機(jī)構(gòu)除了協(xié)調(diào)和組織化學(xué)品中毒防治、管理及科學(xué)研究等方面的活動(dòng)外，另一項(xiàng)很重要的工作就是收集數(shù)據(jù)資料，建立信息網(wǎng)為處理中毒事件提供服務(wù)[7]?，F(xiàn)在，我國(guó)也成立了國(guó)家中毒控制中心及其它相關(guān)政府機(jī)構(gòu)，并開辦了多家信息網(wǎng)站[8]。然而，上述與毒物相關(guān)的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)主要應(yīng)用于醫(yī)療數(shù)據(jù)資料查詢和公眾中毒防護(hù)知識(shí)普及。綜合國(guó)內(nèi)外目前的現(xiàn)狀，與毒物相關(guān)的數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)均側(cè)重于中毒醫(yī)療咨詢與提供救助信息。對(duì)公安部門而言，現(xiàn)存毒物及中毒數(shù)據(jù)庫均不具有針對(duì)性，不能提供毒物分析方法的快速篩查，也不能對(duì)毒物、毒情提供預(yù)警支持。目前，公安部物證鑒定中心毒物檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室正在研究建立我國(guó)涉案毒物信息監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以期實(shí)現(xiàn)毒物數(shù)據(jù)、涉毒案件、檢驗(yàn)方法、參考文獻(xiàn)的信息化共享，中毒案件自動(dòng)識(shí)別以及高發(fā)毒物毒情預(yù)警。該系統(tǒng)一旦建立，將會(huì)彌補(bǔ)公安機(jī)關(guān)毒物分析專業(yè)沒有專業(yè)數(shù)據(jù)庫的現(xiàn)狀，并進(jìn)一步推動(dòng)涉毒案件的信息化工作，對(duì)任何毒物危害在其泛濫成災(zāi)之前就有效掌控，從監(jiān)控、預(yù)防、應(yīng)對(duì)三個(gè)角度減少毒物對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的危害。

1.3 新型毒物毒品標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及篩選檢測(cè)方法發(fā)展

標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在檢定和校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器、評(píng)價(jià)分析測(cè)量手段、新方法的驗(yàn)證、分析測(cè)量過程中的質(zhì)量控制及實(shí)現(xiàn)量值溯源等方面起著非常關(guān)鍵的作用[9]。除藥物外，我國(guó)自主研發(fā)的毒物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)主要包括甲胺磷、樂果、溴敵隆等傳統(tǒng)農(nóng)藥[10]，而近年出現(xiàn)的新型毒物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及天然有毒物質(zhì)活性成分的研制速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足該類涉毒案件的毒物檢驗(yàn)需求。在毒品領(lǐng)域，我國(guó)自主研發(fā)的國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)也僅有海洛因、甲基苯丙胺等9種，面對(duì)數(shù)量龐大的管制毒品及新型毒品種類，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的研究明顯滯后。因此，研究新型毒物毒品及其代謝物的制備方法，解決我國(guó)毒物毒品標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)嚴(yán)重受制于國(guó)外進(jìn)口的瓶頸問題，顯得十分必要和迫切。目前國(guó)際上法醫(yī)毒物檢驗(yàn)鑒定實(shí)驗(yàn)室普遍使用氣相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS/MS)、液相色譜/串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS/MS)、液相色譜/高分辨質(zhì)譜(HPLC-TOF-MS)等先進(jìn)儀器分析手段[11-14]，以建立各實(shí)驗(yàn)室自己的毒物毒品篩選分析方法體系。如澳大利亞的維多利亞法醫(yī)研究所對(duì)所有案件檢材均進(jìn)行血液乙醇檢測(cè)，濫用藥物檢測(cè)，以及200多種藥物的LC-MS/MS系統(tǒng)篩查，并采用GC-MS（或NPD）和LC/DVD法分析酸性類藥物，用以彌補(bǔ)常規(guī)篩選體系對(duì)酸性藥物檢出能力的不足[15]。目前我國(guó)大部分法醫(yī)毒物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的方法體系中均未包含篩選分析方法，尚未建立未知毒物毒品的系統(tǒng)分析方法體系，部分已建方法也未達(dá)到國(guó)際同行公認(rèn)和互認(rèn)的要求。

2 體內(nèi)代謝規(guī)律及代謝組學(xué)研究進(jìn)展

2.1 體內(nèi)代謝規(guī)律研究進(jìn)展

開展體內(nèi)代謝規(guī)律研究是確定有毒物質(zhì)毒理、毒性的重要方法。目前，在毒物研究方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)開展了不同毒物在生物體內(nèi)的吸收、分布、生物轉(zhuǎn)化和排泄等動(dòng)態(tài)規(guī)律特征的探索。毒物在體內(nèi)代謝規(guī)律研究方面，雖然國(guó)內(nèi)起步較晚，開展也不全面，但是對(duì)一些毒物體內(nèi)代謝規(guī)律的研究已取得了一系列的成果。例如，王朝虹等人在烏頭屬類生物堿的藥代動(dòng)力學(xué)及烏頭屬植物指紋圖譜的系列研究中，已明確了烏頭屬類生物堿在生物體內(nèi)的吸收、分布、代謝、排泄規(guī)律，并獲得了治療量、中毒量和中毒致死量等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[16-17]。然而，由于每年新增毒物種類繁多，藥理藥效不同，對(duì)其體內(nèi)代謝規(guī)律仍不明確等情況，仍需進(jìn)一步采用藥物代謝動(dòng)力學(xué)方法，開展毒物體內(nèi)代謝規(guī)律的研究，以定量揭示不同毒物種類在體內(nèi)的吸收、分布、生物轉(zhuǎn)化和排泄等特征，為毒物中毒致死案件檢驗(yàn)和相關(guān)檢測(cè)產(chǎn)品研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)。

2.2 代謝組學(xué)研究進(jìn)展

代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)之后新近發(fā)展起來的一門學(xué)科，是系統(tǒng)生物學(xué)的重要組成部分，其發(fā)展迅速并滲透到疾病診斷、醫(yī)藥研發(fā)、營(yíng)養(yǎng)食品科學(xué)、毒理學(xué)、環(huán)境學(xué)、法醫(yī)學(xué)、植物學(xué)等與人類健康維護(hù)密切相關(guān)的領(lǐng)域[18-22]。當(dāng)毒物進(jìn)入生物體后，生物體自有的代謝機(jī)制會(huì)發(fā)生變化，代謝產(chǎn)物也隨之變化，而這種變化具有一定的規(guī)律性和穩(wěn)定性，因此代謝組學(xué)對(duì)法醫(yī)毒理學(xué)研究具有重要價(jià)值，可廣泛應(yīng)用于毒（藥）物的毒性評(píng)價(jià)、作用機(jī)制、靶器官及其生物標(biāo)志物和濫用藥物成癮等方面的研究。 Tsai等[23]和Blasco等[24]采用代謝組學(xué)方法對(duì)環(huán)境中有機(jī)污染物的毒性作用機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)研究。國(guó)內(nèi)彭雙清等[25]利用基于核磁共振（NMR）的代謝組學(xué)技術(shù)，對(duì)異煙肼和利福平聯(lián)合作用所導(dǎo)致的肝毒性進(jìn)行了詳盡研究，根據(jù)不同的代謝表型區(qū)分出了不同藥物的毒性作用機(jī)制。

3 死后體內(nèi)動(dòng)力學(xué)研究進(jìn)展

近年來的一系列科學(xué)研究表明，大多毒（藥）物在尸體內(nèi)會(huì)出現(xiàn)死后再分布現(xiàn)象。目前一般認(rèn)為針對(duì)大劑量毒物中毒致死案件，死后毒物再分布對(duì)中毒結(jié)論的判定并不會(huì)產(chǎn)生影響；而對(duì)一些中毒量與致死量接近的中毒案例，特別是疑似藥物過量致死的案例，則應(yīng)注意死后再分布現(xiàn)象可能導(dǎo)致的差異[26]。贠克明等人[27]就我國(guó)高發(fā)中毒毒物的法醫(yī)毒物動(dòng)力學(xué)開展了系列研究，包括法醫(yī)毒物的毒物動(dòng)力學(xué)、死后分布，動(dòng)態(tài)分布、死后再分布、死后彌散、毒物分解動(dòng)力學(xué)等項(xiàng)目，并首次提出了法醫(yī)毒理學(xué)新的分支學(xué)科-法醫(yī)毒物動(dòng)力學(xué)。然而，法醫(yī)毒物動(dòng)力學(xué)研究中除毒物動(dòng)力學(xué)研究模型目前較成熟外，其它如死后分布、動(dòng)態(tài)分布、死后再分布、死后彌散、尸體、檢材和自然環(huán)境中分解動(dòng)力學(xué)的研究則尚無一個(gè)公認(rèn)的研究動(dòng)物模型。為此，必須首先制定動(dòng)物模型標(biāo)準(zhǔn)以使研究進(jìn)一步規(guī)范化。法醫(yī)毒物動(dòng)力學(xué)研究目前除個(gè)別中毒死亡案件的資料外，其余結(jié)果均來自于動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究，如何將該研究成果應(yīng)用于實(shí)際鑒定仍是一個(gè)難題。

4 毒物毒品檢測(cè)探測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

4.1 毒物毒品檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

隨著每年因誤服、自殺、投毒等引發(fā)的中毒案（事）件逐漸增多，涉及到的毒物種類不斷增長(zhǎng)，檢測(cè)技術(shù)與方法需要不斷更新和完善。由于中毒案件的檢材基質(zhì)比較復(fù)雜，除胃內(nèi)容物、血、尿等大體積檢材外，伴隨檢測(cè)技術(shù)水平的不斷提升，組織臟器、毛發(fā)、指甲、唾液、玻璃體液等復(fù)雜、微量檢材也逐步受到重視并逐漸顯示出重要的檢測(cè)應(yīng)用價(jià)值。因此，在法醫(yī)毒物學(xué)領(lǐng)域，檢材的前處理技術(shù)在毒物分析中起著至關(guān)重要的作用[28]。目前，國(guó)內(nèi)外針對(duì)前處理方法的研究主要集中于：針對(duì)毒物理化性質(zhì)和檢材特點(diǎn)的樣品處理方法研究；建立適用于各類毒物及其代謝物并適用于系統(tǒng)篩查分析檢驗(yàn)的較寬范圍的樣品前處理方法；減少樣本體積、縮短分析檢驗(yàn)時(shí)間、減少有機(jī)溶劑用量、提高萃取效率的新技術(shù)、新方法研究；檢材樣本前處理的自動(dòng)化及在線技術(shù)研究等。當(dāng)前，分析化學(xué)領(lǐng)域新技術(shù)、新方法研究以及儀器設(shè)備的快速發(fā)展，多維色譜、色譜/質(zhì)譜、光譜/質(zhì)譜、多級(jí)質(zhì)譜、高分辨質(zhì)譜聯(lián)用等一大批新技術(shù)正在法醫(yī)毒物鑒定分析中發(fā)揮著越來越重要的作用[29]。

4.2 毒物毒品探測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展

在毒物毒品探測(cè)檢測(cè)產(chǎn)品設(shè)備方面，目前主要涉及化學(xué)顯色技術(shù)、免疫檢測(cè)技術(shù)、離子遷移譜技術(shù)、紅外光譜技術(shù)、拉曼光譜技術(shù)、微流控芯片技術(shù)、分子印跡表面等離子共振波技術(shù)、太赫茲技術(shù)和分析儀器微型化等手段。當(dāng)前，由于化學(xué)檢測(cè)技術(shù)的靈敏度較低、專一性較差，該技術(shù)正逐漸被免疫檢測(cè)技術(shù)取代。在我國(guó)，免疫檢測(cè)技術(shù)和離子遷移譜探測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用較好，與國(guó)外相關(guān)產(chǎn)品發(fā)展進(jìn)度相當(dāng)，但仍需不斷增加檢測(cè)目標(biāo)物種類，提高檢測(cè)準(zhǔn)確度和靈敏度，以實(shí)現(xiàn)此類產(chǎn)品和設(shè)備的全面國(guó)產(chǎn)化。對(duì)于紅外光譜技術(shù)和拉曼光譜技術(shù)，國(guó)外近年已有商品化的手持式小型設(shè)備上市，我國(guó)在這一領(lǐng)域的研究尚屬空白。對(duì)于微流控芯片技術(shù)[30]、分子印跡表面等離子共振波技術(shù)[31]、太赫茲技術(shù)和分析儀器微型化[32]，國(guó)內(nèi)外大多處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，尚未有商品化的產(chǎn)品和設(shè)備上市。

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Perspective towards Research and Development in Forensic Toxicology

DU Hongyan1, YANG Zhi2, LIU Bo3, ZHANG Leiping1, DONG Ying1, WANG Ruihua1
(1. Beijing Engineering Research Center of Crime Scene Evidence Examination affi liated with Institute of Forensic Science, Ministry of Public Security, Beijing 100038, China; 2. Forensic Science Center of Hainan Provincial Public Security Department, Haikou 570203, China; 3. Criminal Investigation Corps of Heilongjiang Provincial Public Security Bureau, Harbin 150008, China)

In recent years, the researches in forensic toxicology have globally become to focus on the aspects of earlywarning against poisons and drugs, screening of unknown toxicants, studies on metabonomics, development of on-site rapid detection and relevant equipment for the need of law enforcement and actual demands to keep up with the continuous advancement and technical progress of analytical chemistry and related academics. A series of technical lifting-ups and practical applications have been made with effectiveness achieved. This article reviewed the domestic and abroad researches and development in the respects of structure characterization and resolution concerning with related chemicals, early-warning on poisoning, metabolism and metabonomics, postmortem dynamics about distribution, and in-situ detection, with purpose of providing helpful suggestions for further study in forensic toxicology.

forensic toxicology; analytical chemistry, research and development

DF795.1

A

1008-3650(2016)05-0357-04

2016-05-20

格式：杜鴻雁, 楊智，劉博，等.國(guó)內(nèi)外法醫(yī)毒物學(xué)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 刑事技術(shù)，2016,41(5):357-360.

10.16467/j.1008-3650.2016.05.003

中國(guó)工程院咨詢研究項(xiàng)目（2014-XY-25）

杜鴻雁（1980—），女，山西太谷人，博士，副研究員，研究方向?yàn)槎疚餀z驗(yàn)技術(shù)。E-mail:dhymfh@sina.com