死后生物化學(xué)在糖尿病酮癥酸中毒法醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用

丁　楊，魯　琴，胡　寅（上海市公安局浦東分局 刑事科學(xué)技術(shù)研究所，上海 220135）

·綜述·

死后生物化學(xué)在糖尿病酮癥酸中毒法醫(yī)學(xué)診斷中的應(yīng)用

丁楊，魯琴，胡寅
（上海市公安局浦東分局 刑事科學(xué)技術(shù)研究所，上海 220135）

糖尿病酮癥酸中毒是糖尿病患者一種處于高糖、高酮狀態(tài)并且導(dǎo)致代謝失代償?shù)奈ｋU并發(fā)癥。這類死者常規(guī)法醫(yī)學(xué)檢查無特異性表現(xiàn)，需要進行死后生物化學(xué)指標分析。死后生物化學(xué)是一種采集死者體液進行生物化學(xué)檢測，從而判斷死者生前的代謝狀態(tài)進而明確死因的檢查方法。本文綜述了糖尿病酮癥酸中毒死亡的基本情況、法醫(yī)學(xué)檢查表現(xiàn)，并著重闡述運用于診斷糖尿病酮癥酸中毒的死后生化指標，從而總結(jié)糖尿病酮癥酸中毒死亡的法醫(yī)學(xué)診斷思路。

法醫(yī)病理學(xué)；糖尿病酮癥酸中毒；綜述［文獻類型］；死后生物化學(xué)

糖尿病作為常見慢性疾病，其死亡率不容小覷。該類患者通常在醫(yī)院內(nèi)自然死亡，但部分患者起病隱匿（如年輕1型糖尿病患者）而未經(jīng)治療，猝死家中亦不少見，需法醫(yī)介入調(diào)查死因［1-2］。糖尿病酮癥酸中毒（diabetic ketoacidosis，DKA）作為糖尿病患者常見急危癥，易導(dǎo)致猝死。DKA的法醫(yī)學(xué)診斷早在1969年就有相關(guān)文獻［3］報道，至今仍是研究熱點，因其為排他性診斷，需要采集死后體液進行生化指標分析。

死后生物化學(xué)分析是一種在尸表、解剖、病理檢查均不能有效診斷死因的情況下，采集死后體液樣本進行生物化學(xué)檢測，從而確診死因的特殊法醫(yī)學(xué)檢查手段，常用于器官功能性異常（肝、腎衰竭）或代謝性（高糖或低糖血癥）死亡的案例中［4］。通過該方法可以直接明確死者生前是否處于高糖、高酮狀態(tài)，從而確診DKA。該方法采集的體液包括心血、外周血、尿液、腦脊液、玻璃體液，分析的指標包括糖、脂肪、蛋白質(zhì)、離子濃度等［5］。由于死后腐敗進程影響，包括瀕死期細胞代謝加劇并逐步裂解、主動運輸終止及被動擴散增強、腐敗細菌糖酵解及蛋白水解作用加強，導(dǎo)致死后生化指標穩(wěn)定性及可靠性與臨床運用相比有較大改變，需重新評價。

1　DKA死亡常規(guī)法醫(yī)學(xué)診斷特點

1.1常見DKA死亡的三種情況

（1）1型糖尿病患者睡眠猝死癥（dead in bed syndrome）。Luna等［6］報道了1例25歲年輕男性1型糖尿病患者在睡眠中猝死的案例，由于該男子持續(xù)皮下注射胰島素治療，故懷疑死于低血糖癥，然而高糖（755mg/dL）、高酮（66mg/dL）的結(jié)果顯示其死亡原因為DKA。文章指出，盡管1型糖尿病患者常見于低血糖（低于30 mg/dL）或是致死性心律失常（常見于長QT綜合征）導(dǎo)致睡眠中猝死，DKA作為死因亦占較大比例。Palmiere等［4］亦指出24歲以下的糖尿病患者有一半是死于DKA，臨床上有15%～77%的兒童1型糖尿病患者被診斷為DKA。

（2）2型糖尿病患者容易在感染、未及時注射足量胰島素的情況下誘發(fā)DKA。多篇文獻指出急性感染是誘發(fā)DKA的主要原因［2，4，7］，亦有文獻報道DKA死者死后血清C反應(yīng)蛋白（C-reaction protein，CRP）濃度明顯升高［4］。Palmiere等［2］指出上述情況是由于壓力應(yīng)激導(dǎo)致胰島素需求增高，相對胰島素攝入不足從而誘發(fā)DKA，同時指出與壓力應(yīng)激一樣，長期昏迷的狀態(tài)也會導(dǎo)致糖代謝紊亂。如在重度顱腦損傷、胃腸道大出血、急性心肌梗死等情況下，醫(yī)生及法醫(yī)常關(guān)注原發(fā)病而忽略了DKA的存在。作者選取了206例瀕死期昏迷的案例進行死后生物化學(xué)分析，3例（急性大面積硬膜下血腫、急進型高血壓、胃腸道大出血）達到DKA診斷標準，該3例中DKA的死因參與度值得研究。

（3）糖尿病患者在第二代抗精神疾病藥物、乙醇、毒品濫用的情況下也易導(dǎo)致DKA。Byard等［8］報道了兩例糖尿病患者猝死，均有DKA及藥物濫用（45歲女性，致死量舍曲林及非致死量美沙酮；27歲男性，非致死量美沙酮），作者認為藥物毒性導(dǎo)致患者出現(xiàn)胰島素抵抗，進而出現(xiàn)DKA，并與藥物產(chǎn)生協(xié)同作用致死。Palmiere等［2］認為毒品類如安非他命、可卡因能刺激體內(nèi)腎上激素及去甲腎上腺素分泌，并且使人致幻處于極度興奮狀態(tài)，從而使血糖水平迅速升高誘發(fā)DKA。Kodikara等［9］對25例診斷DKA死亡的案例進行研究，其中6例服用第二代抗精神疾病藥物的死者血酮及玻璃體糖含量顯著升高，顯示了極強的相關(guān)性。此外，6例中3例無糖尿病史，這意味著在服用第二代抗精神疾病藥物的患者（或死者）中，其最初癥狀即為DKA。

1.2常規(guī)法醫(yī)學(xué)檢驗表現(xiàn)

常規(guī)解剖的器官肉眼檢查無特殊表現(xiàn)。組織病理學(xué)檢驗存在肝脂肪變性及Armanni-Ebstein現(xiàn)象（以下簡稱“A-E現(xiàn)象”）。A-E現(xiàn)象是腎近曲小管末端上皮細胞內(nèi)糖原或脂肪沉積，鏡下形成透明空泡的現(xiàn)象。這種病理改變同樣見于乙醇中毒、饑餓應(yīng)激及低血糖引起的非糖尿病性酸中毒患者中［9-10］。Kodikara等［9］對25例診斷DKA死亡的案例進行研究，其中21例死者的血酮及玻璃體液中葡萄糖濃度明顯升高，且均發(fā)現(xiàn)存在A-E現(xiàn)象，20例存在肝脂肪變性。筆者認為在無其他致死病變下，該兩種病變提示DKA存在的可能。此外，Dong等［10］通過胰島素免疫組織化學(xué)染色方法清晰顯示了死者胰島細胞的病變，這種方法亦值得借鑒。

2　DKA的死后生物化學(xué)分析

2.1葡萄糖類指標

葡萄糖類指標包括葡萄糖濃度及Traub公式。該類指標僅提示死者生前是否存在高血糖癥，瀕死前應(yīng)激反應(yīng)及其他疾病（CO中毒、腦外傷、窒息、胰腺炎、腫瘤等）均能使指標值升高［7，11］。De Letter等［12］對276例尸檢按照死前痛苦程度分為短暫痛苦組（CO、CN中毒，溺死，機械性窒息，致命性銳器刺傷）和持續(xù)性痛苦組（猝死，毒品中毒，多發(fā)性損傷），發(fā)現(xiàn)痛苦持續(xù)時間與玻璃體液葡萄糖濃度呈正相關(guān)。此外不同的醫(yī)療搶救行為也會影響體液葡萄糖濃度。常見測定葡萄糖濃度的體液包括玻璃體液、心血、外周血、尿及腦脊液。

玻璃體液是眼球后房內(nèi)無色透明晶狀液體，主要成分為膠原纖維、黏多糖及透明質(zhì)酸，具有成分單一、分子量小、細胞成分少的特點。由于成分簡單且具有血-眼屏障，故較少受腐敗過程影響［13-15］。因此，玻璃體液成為尋找穩(wěn)定指標的新途徑。目前報道DKA的文獻無一例外會涉及玻璃體液葡萄糖濃度［1-21］。收集方法為用無菌注射針管從外眼角進針刺破眼結(jié)膜，有突破感后停止，此時經(jīng)瞳孔可見針頭。收集時需記錄玻璃體液顏色及黏度，并分析玻璃體液中鈉離子含量作為內(nèi)參以減小誤差［13-14］。有研究［14，21］證實該指標死亡72h內(nèi)穩(wěn)定可靠，大于10mmol/L（125mg/dL）提示高血糖癥，但該指標隨死亡時間變化趨勢尚不明確。Zilg等［21］通過玻璃體液中鉀離子濃度代替死亡時間參數(shù)，研究糖-鉀離子變化曲線進而歸納糖濃度隨時間變化趨勢。該方法優(yōu)勢在于可以評估具體死亡時間不明的案例，且與腐敗程度直接相關(guān)（但相同死亡時間由于環(huán)境影響導(dǎo)致腐敗進程不同）。

肝糖原分解會使右心室血糖值一過性升高（高達1000mg/dL），股靜脈（外周）血糖值死后1～2h為40～100mg/dL，6～8h降解完全，速率為13mg/dL·h。血乳酸值死后1h上升，12～24h達到450～680mg/dL［16］。血管作為全身脈管系統(tǒng)，任一組織包括紅細胞的糖代謝都會影響上述指標值。

臨床上尿糖為診斷糖尿病依據(jù)之一。死后腎重吸收功能停止、組織細胞降解合并糖代謝，導(dǎo)致正常人死后尿液中亦出現(xiàn)葡萄糖，但與糖尿病患者之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義［17-18］。Chaturvedi等［15］對1335例因交通事故死亡的駕駛員進行死亡生化檢測，以玻璃體液中葡萄糖大于125mg/dL或尿糖大于100mg/dL的標準篩選出43例，其中13例糖尿病史者尿糖均升高，表明尿糖具有初步篩查糖尿病患者的作用。法醫(yī)學(xué)實踐中心血及尿液用于常規(guī)毒化檢測，必要時可測量葡萄糖濃度以初步篩選。

大腦具有血-腦屏障，腦脊液中葡萄糖質(zhì)量濃度相對穩(wěn)定（正常參考值50～90 mg/dL），代謝速率10～15 mg/dL·h，室溫下10～12 h應(yīng)當(dāng)降解完全，否則提示糖尿病。乳酸為9 mg/dL，死亡10 h后上升至10～15mg/dL［7］。

由于死后葡萄糖總體呈降解趨勢，導(dǎo)致死亡時間長的DKA死者體液樣本糖含量過低，容易漏診。據(jù)此，Traub等基于1分子葡萄糖降解為2分子乳酸的理論，提出用死后人體玻璃體液或腦脊液中“葡萄糖濃度+1/2乳酸濃度”之和評估死者生前血糖濃度（亦有文獻用“葡萄糖濃度+乳酸濃度”之和），稱之為Traub公式［1，3，5，19］。該公式可通過代謝的乳酸濃度彌補葡萄糖降解造成漏診的不足，但是其特異性較差，容易過高估計DKA存在的可能性。Palmiere等［11］為了驗證該公式的實用性，通過對470例尸檢案例（8例確診為DKA死亡）用兩種標準［玻璃體液葡萄糖濃度大于10mmol/L，Traub公式值大于23.7mmol/L（玻璃體液）或23.4mmol/L（腦脊液）］進行生化檢測并篩選。通過葡萄糖濃度篩選出11例，Traub公式篩選出15例，同時進行統(tǒng)計學(xué)分析，歸納出用葡萄糖濃度可代替公式值進行篩選的結(jié)論。Zilg等［21］經(jīng)過對3076例死者玻璃體液樣本進行分析，發(fā)現(xiàn)玻璃體液葡萄糖濃度經(jīng)一段時間降解后呈穩(wěn)定態(tài)勢，然而乳酸濃度持續(xù)增高，表明玻璃體液中不僅糖代謝產(chǎn)生了乳酸，其余潛在因素也增加了玻璃體液乳酸濃度。同時發(fā)現(xiàn)糖尿病患者不存在僅單純性乳酸濃度升高的情況，說明葡萄糖濃度即可反映生前血糖水平。

2.2糖化結(jié)合物類指標

糖化結(jié)合物類指標包括糖化血紅蛋白亞型（HbA1c）及果糖胺。該類指標不能短期迅速生成或代謝，故能較穩(wěn)定地反映死者生前一段時間內(nèi)血糖水平，不受瀕死期應(yīng)激反應(yīng)影響［2，15-16］。

糖化血紅蛋白（hemoglobin，Hb）是血紅蛋白β鏈-N末端的游離氨基與碳水化合物糖基化形成，其中稱為HbA1的亞組分特指N末端的纈氨酸糖基化，包括HbA1a1、HbA1a2、HbA1b和HbA1c。該糖基化過程與血糖濃度密切相關(guān)且不可逆。HbA1c具有分子量大（不能透過血-眼屏障）、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點，在溶血樣品中也能檢測出，并且所需血樣冷藏或冰凍保存均可［7］。理論上HbA1c在血液中存在120d，可反映測量前8～12周血糖水平，但是對12h內(nèi)的血糖變化不敏感［17-18］。該指標臨床診斷參考值為大于8%，死后HbA1c標準值尚未完全公認一致，文獻報道分別大于6%［15］、8%［14］、10%［5，7］。

果糖胺是血漿蛋白與葡萄糖非酶糖化過程中形成的高分子酮胺結(jié)構(gòu)類物質(zhì)，由于血漿蛋白半衰期是17 d，臨床上用來反映1～3周內(nèi)的血糖水平。血果糖胺不如HbA1c穩(wěn)定，更容易受死后血漿蛋白降解影響［17，20］。Uemura等［16］對164例尸體進行右心室生化檢測，包括HbA1c、果糖胺、尿素氮、尿素、總蛋白、總膽紅素等11項指標，結(jié)果HbA1c最穩(wěn)定，HbA1c平均值為（5.23±1.23）%，只有24.8%的例數(shù)超出臨床檢測值范圍（4.3%～5.8%）。果糖胺平均值為（325.3± 147.1）mmol，高達77.7%的例數(shù)超出臨床檢測值范圍（205～285mmol）。文章指出HbA1c合成屬生前反應(yīng)，死后不能形成，然而其他指標在組織降解中釋放，影響含量測定。玻璃體液果糖胺濃度較穩(wěn)定，且與玻璃體液葡萄糖濃度具有良好的相關(guān)性，具有較強的診斷意義［1，14，19］。Boulagnon等［14］總結(jié)了3篇測量玻璃體液中果糖胺濃度的大樣本統(tǒng)計文獻（371、453、92例），平均值分別為0.8、0.88、1.5mmol/L，范圍為0～5.9mmol/L。

2.3酮體類指標

酮體類指標包括β-羥丁酸（β-hydroxy butyrate，β-HB）、丙酮和異丙醇。該類指標升高提示酮癥酸中毒存在，β-HB和丙酮在所有酮體中分別占78%和20%。DKA是引起酮癥酸中毒的最常見原因，其他原因如乙醇、藥物等。后者表現(xiàn)為輕度高血糖癥（血糖＜8.33mmol/L），伴有胰腺炎或饑餓誘因，慢性飲酒史或服藥史［1-2，7，11，17-18，20］。

β-HB是脂肪酸和乙酰 CoA的代謝物［4］，正常血清 β-HB低于 500 μmol/L或 600 μmol/L，大于1 000 μmol/L提示高酮血癥，大于3 000 μmol/L提示酮癥酸中毒。乙醇性酮癥酸中毒β-HB可達3 000～47000μmol/L（平均值13000μmol/L），甚至高于糖尿病性酮癥酸中毒［17-18，20］。因此，單憑酮體類指標是無法將DKA與其他類型的酮癥酸中毒相區(qū)別，需要其他指標佐證。目前文獻中常用血清β-HB大于2500μmol/L作為篩選DKA的標準［2，11］。Osuna等［1］檢驗453例尸體（111例存在糖尿病史，342例無糖尿病史）的玻璃體液中β-HB，發(fā)現(xiàn)糖尿病史組（6.32mg/dL）明顯高于無糖尿病史組（2.02 mg/dL），且兩者之間的差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，玻璃體液中β-HB值與葡萄糖、果糖胺質(zhì)量濃度呈正相關(guān)（玻璃體液葡萄糖質(zhì)量濃度＞200mg/dL的死者其β-HB平均值為29.7mg/dL）。作者認為該指標對診斷DKA死亡的嚴重程度具有一定參考意義。

血清丙酮正常值2.3～2.5 mg/L，大于5 mg/L為異常。酮癥酸中毒時該指標大于100mg/L，此時常伴有血糖濃度升高（大于200mg/dL）。指標隨死亡時間影響小，但慢性肝腎疾病、胰腺炎、休克、酗酒等因素亦可使其升高，甚至高達5000mg/L［7］。Palmiere等［20］認為當(dāng)體內(nèi)還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD）升高時，丙酮可代謝生成異丙醇，因此在排除存在乙醇及異丙醇攝入情況下，異丙醇可反映體內(nèi)酮體含量，同時指出糖尿病患者血異丙醇可大于100mg/dL，異丙醇/丙酮值大于1.0（正常情況為陰性）。

3　DKA的法醫(yī)學(xué)診斷思路

總體而言，DKA屬于排他性診斷。死者可不具有糖尿病病史，常規(guī)檢查可以有非特異性表現(xiàn)，尸表檢查有一般脫水征象，如眼球深凹、皮膚皺縮等。解剖時無異常發(fā)現(xiàn)，病理檢查時可見到肝脂肪變、A-E現(xiàn)象等。在排除其他明確死因后，合理懷疑是否存在DKA。進一步做死后生化分析，按照葡萄糖類指標、糖化結(jié)合物、酮體類指標的順序進行，葡萄糖類指標僅提示高糖血癥，可作為初步篩查，糖化結(jié)合物指標進一步證實死者生前是否患有糖尿病，最后酮體類指標確定死者存在酮癥酸中毒，排除非酮性高滲昏迷。毒化檢查包括乙醇、毒品、第二代抗精神疾病藥物等誘發(fā)DKA的藥品。只有盡可能全的死后生化指標篩查，才能排除死后腐敗降解的干擾，并與乙醇性酮癥酸中毒或是瀕死前應(yīng)激反應(yīng)相鑒別。

［1］Osuna E，Vivero G，Conejero J，et al.Postmortem vitreous humor beta-hydroxybutyrate：Its utility for the postmortem interpretation of diabetes mellitus［J］. Forensic Sci Int，2005，153（2-3）：189-195.

［2］Palmiere C，Lestamm，Sabatasso S，et al.Unconsciousness and sedation as precipitating factors of diabetic ketoacidosis［J］.J Forensic Leg Med，2013，20（7）：830-835.

［3］ Traub F.Method for the detection of lethal glucose metabolism disorders in the corpse（diabetes mellitus and hypoglycemia）［J］.Zentralbl Allg Pathol，1969，112（4）：390-399.

［4］Palmiere C，Bardy D，Mangin P，et al.Postmortem diagnosis of unsuspected diabetes mellitus［J］.Forensic Sci Int，2013，226（1-3）：160-167.

［5］ Karlovsek MZ.Diagnostic values of combined glucose and lactate values in cerebrospinal fluid and vitreous humour--our experiences［J］.Forensic Sci Int，2004，146（S0）：S19-S23.

［6］ Luna J，Gilliland MG，Hewan-Lowe KO，et al. Postmortem diagnosis of diabetic ketoacidosis presenting as the“Dead-in-Bed syndrome”［J］.Endocr Pract，2014，20（7）：e123-e125.

［7］Kernbach-Wighton G.Diagnostic problems with functional causes of death：Analytical approaches and procedures［J］.Leg Med（Tokyo），2009，11（S1）：S31-S35.

［8］Byard RW，Riches KJ，Kostakis C，et al.Diabetic ketoacidosis--a possible complicating factor in deaths associated with drug overdose：Two case reports［J］. Med Sci Law，2006，46（1）：81-84.

［9］Kodikara S，Paranitharan P，Pollanen MS.The role oftheArmanni-Ebsteinlesion，hepaticsteatosis，biochemical analysis and second generation anti-psychotic drugs in fatal diabetic ketoacidosis［J］.J Forensic Leg Med，2013，20（2）：108-111.

［10］Dong H，Liu L，Zhou Y，et al.Sudden death of a 15-year-old girl due to fulminant type 1 diabetes mellitus-diabetic ketoacidosis induced cerebral edema？［J］. J Forensic Leg Med，2014，26：5-9.

［11］Palmiere C，Sporkert F，Vaucher P，et al.Is the formula of Traub still up to date in antemortem blood glucose level estimation？［J］.Int J Legal Med，2012，126（3）：407-413.

［12］De Letter EA，Piette MH.Can routinely combined analysis of glucose and lactate in vitreous humour be useful in current forensic practice？［J］.Am J Forensic Med Pathol，1998，19（4）：335-342.

［13］Mitchell R，Charlwood C，Thomas SD，et al.An audit of the contribution to post-mortem examination diagnosis of individual analyte results obtained from biochemical analysis of the vitreous［J］.Forensic Sci Med Pathol，2013，9（4）：515-520.

［14］Boulagnon C，Garnotel R，F(xiàn)ornes P，et al.Postmortem biochemistry of vitreous humor and glucose metabolism：An update［J］.Clin Chem Lab Med，2011，49（8）：1265-1270.

［15］Chaturvedi AK，Botch SR，Canfield DV，et al.Vitreous fluid and/or urine glucose concentrations in 1 335 civil aviation accident pilot fatalities［J］.J Forensic Sci，2009，54（3）：715-720.

［16］Uemura K，Shintani-Ishida K，Saka K，et al.Biochemical blood markers and sampling sites in forensic autopsy［J］.J Forensic Leg Med，2008，15（5）：312-317.

［17］Musshoff F，Hess C，Madea B.Disorders of glucose metabolism：Post mortem analyses in forensic cases--partⅡ［J］.Int J Legal Med，2011，125（2）：171-180.

［18］Hess C，Musshoff F，Madea B.Disorders of glucose metabolism-post mortem analyses in forensic cases：PartⅠ［J］.Int J Legal Med，2011，125（2）：163-170.

［19］Osuna E，Garcia-Villora A，Perez-Carceles M，et al.Glucose and lactate in vitreous humor compared with the determination of fructosamine for the postmortem diagnosisofdiabetesmellitus［J］.AmJ Forensic Med Pathol，2001，22（3）：244-249.

［20］Palmiere C，Mangin P.Postmortem chemistry update partⅠ［J］.Int J Legal Med，2012，126（2）：187-198.

［21］Zilg B，Alkass K，Berg S，et al.Postmortem identification of hyperglycemia［J］.Forensic Sci Int，2009，185（1-3）：89-95.

（本文編輯：張建華）

Application of Postmortem Biochemistry in Forensic Diagnosis of Diabetic Ketoacidosis

DING Yang，LU Qin，HU Yin
（Institute of Criminal Science and Technology，Pudong Branch of Shanghai Public Security Bureau，Shanghai 220135，China）

Diabetic ketoacidosis is a serious complication results from the high blood levels of glucose and ketone in diabetes mellitus patients that cause metabolic overbalance.An analysis of postmortem biochemical indexes is needed in such cases without specific signs of the routine forensic medicine examination.Postmortem biochemistry is a kind of examinations that collecting the body fluids of the corpses to determine the metabolic state of their life time to estimate the cause of death.This paper reviews the basic features and signs of the forensic medicine examination in the dead cases of diabetic ketoacidosis，and emphatically analyzes the postmortem biochemical indexes of diabetic ketoacidosis，and summarizes new ideas of forensic medicine diagnosis in diabetic ketoacidosis death.

forensic pathology；diabetic ketoacidosis；review［publication type］；postmortem biochemistry

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2016.04.010

1004-5619（2016）04-0273-04

丁楊（1990—），男，碩士，主要從事法醫(yī)病理學(xué)研究；E-mail：503073239@qq.com

2015-03-09）