水中尸體死后淹沒時間推斷研究進展

（中國醫(yī)科大學法醫(yī)學院，遼寧 沈陽 110122）

死亡時間（time of death）或稱死后間隔時間（postmortem interval，PMI），指機體死后經(jīng)歷時間，即檢驗尸體時距死亡發(fā)生時的時間間隔。死亡時間推斷是法醫(yī)學尸體檢驗和命案現(xiàn)場勘驗的任務(wù)之一，對于明確犯罪嫌疑人作案時間、確定偵查范圍、甄別重點嫌疑人等發(fā)揮了重要作用[1]。尸體死后淹沒時間（postmortem submersion interval，PMSI）指水中尸體從入水到被發(fā)現(xiàn)所經(jīng)歷的時間。人類尸體可在各種水環(huán)境中被發(fā)現(xiàn)，據(jù)世界衛(wèi)生組織2020年2月發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)報道，全球范圍內(nèi)每年約32萬人因溺水而死亡，溺死是造成人群意外傷害死亡的第三大原因，占所有傷害相關(guān)死亡的7%[2]。然而，水中尸體的腐敗較陸地更為復雜，受到尸體自身和環(huán)境因素的雙重影響。環(huán)境因素包括水流、水深、潮汐等水文因素，以及水溫、溶解氧、酸堿度、鹽度等水體理化因素。環(huán)境因素還包括昆蟲和食肉動物的活動對尸體的影響[3-5]。這些因素的存在都增加了準確推斷PMSI的難度。

一般來說，推斷早期死亡時間主要依賴尸冷、尸斑、尸僵等各種尸體現(xiàn)象的評估，并結(jié)合尸溫的多種計算公式，最終得到比較準確的死亡時間。然而由于水中尸體特殊的保存環(huán)境，一些傳統(tǒng)的死亡時間推斷方法不再適用。例如，受水流浮力影響，水中尸體的尸斑和尸僵往往出現(xiàn)較晚，甚至表現(xiàn)不明顯。此外，受水體和水溫的影響，角膜混濁的變化時間也相對延長[6]。上述推斷陸地尸體死亡時間的方法受特殊環(huán)境限制，難以應(yīng)用于水中尸體[7]。因此，如何準確推斷PMSI一直是法醫(yī)學研究的熱點和難點。多年來，國內(nèi)外法庭科學工作者研究并提出了許多與PMSI變化規(guī)律相關(guān)的指標，本文對近年來國內(nèi)外相關(guān)研究進展進行綜述，以期為實際工作中的PMSI推斷提供一定參考。

1 根據(jù)尸體現(xiàn)象推斷PMSI

1.1 根據(jù)腐敗分期推斷

近年來，法醫(yī)工作者一直在研究通過對水中尸體的腐敗程度進行評分來推斷PMSI的方法，并且提出了累積日度（accumulated degree day，ADD）這一概念，通過將腐敗分值與ADD聯(lián)用進行PMSI推斷。ADD是尸體在水環(huán)境中日平均水溫的總和，主要反映軟組織分解過程中產(chǎn)生生物化學反應(yīng)所需的熱能總和[8]。ADLAM等[9]指出，當?shù)攘康臒崮苓M入尸體時，預計會產(chǎn)生相同程度的分解反應(yīng)。通過計算ADD，可以進行不同水溫環(huán)境的對比研究[10]。2005年，MEGYESI等[8]提出總體腐敗分值（total decomposition score，TDS）這一評估體系，將陸地尸體遺骸腐敗程度分為新鮮、早期、晚期及白骨化四大類，并認為這一指標與ADD均可用于推斷死亡時間。在此基礎(chǔ)上，HEATON等[11]提出了總體水中腐敗分值（total aquatic decomposition score，TADS）并建立了TADS與ADD之間的回歸方程［TADS=-3.706+7.778 log10ADD（R2=0.77）］，可利用該方程進行PMSI推斷。2014年，DE DONNO等[12]通過研究海水中68具人類尸體資料，驗證了該方程在推測PMSI時具有一定的參考價值，但對于PMSI>30d的尸體，模型準確度有所下降。2017年，VAN DAALEN等[13]在TADS的基礎(chǔ)上將各部位腐敗分值簡化至6個，提出了水中腐敗評分（aquatic decomposition scoring，ADS）方法。2018年，同一研究團隊證實了ADS與ADD聯(lián)合使用可以比較準確地推斷淡水中尸體的PMSI[14]。

目前使用尸體腐敗現(xiàn)象推斷PMSI主要有以下幾點局限性：（1）腐敗分值的評定除了客觀腐敗指標外，還受到法醫(yī)主觀因素的影響；（2）腐敗分期的建立多由動物模型建立，如豬或者羊的水中尸體，與人尸體存在一定差異；（3）水中尸體有時受到潮汐影響，可能存在部分時間在水中腐敗、部分時間在空氣中腐敗的情況。這些問題的解決依賴于對評分系統(tǒng)的進一步細化和累積更多的實際案例進行統(tǒng)計處理。

我國法醫(yī)工作者也根據(jù)水中尸體腐敗現(xiàn)象總結(jié)了相關(guān)規(guī)律。2012年，吳玉鋒等[15]收集了2004—2011年勘驗的晚期型尸體49例，根據(jù)尸體表現(xiàn)出的不同程度晚期死后變化的形態(tài)特征推斷了18具溺水尸體的PMSI，取得了良好的效果。2013年，周國平[16]將20年來150具有明確PMSI的溺死尸體作為研究樣本，對不同氣溫條件和PMSI的溺死尸體的形態(tài)改變進行了細致的觀察（其中形態(tài)改變包括手指、腳趾、手掌、足皮膚顏色，角膜渾濁程度，腹部尸綠出現(xiàn)時間，顏面腐敗征象，表皮、頭發(fā)脫落出現(xiàn)時間，尸蠟出現(xiàn)時間等），并且列出了不同形態(tài)改變在不同溫度下所需的時間，該方法應(yīng)用于實際檢案推斷PMSI時獲得了滿意效果。

1.2 根據(jù)尸蠟形成程度推斷

尸蠟是指尸體長期被埋于濕土或浸于水中，腐敗進展緩慢甚至停止，皮下及脂肪組織因皂化或氫化作用形成灰白色或黃白色蠟樣物質(zhì)，使尸體部分或全部被保存[6]。尸蠟的形成受環(huán)境和尸體狀態(tài)等因素的影響，水中尸體的尸蠟現(xiàn)象與陸地尸體的尸蠟現(xiàn)象具有相似之處，但該尸體現(xiàn)象出現(xiàn)的時間點及進展速度卻不盡相同。因此，近年來亦有大量文獻報道利用水中尸體尸蠟的形成程度對PMSI進行推斷并探究兩者之間可能存在的相關(guān)關(guān)系。其中，利用尸體中脂質(zhì)降解與脂肪酸形成過程對水中尸體PMSI進行推斷的研究較為普遍，如2001年YAN等[17]將豬尸體分別浸沒在蒸餾水、氯化水和鹽水中，每2周取皮下脂肪降解產(chǎn)生的新鮮標本，持續(xù)10周，并進行液相色譜分析，將水解脂肪酸消失的比例與死后羥基硬脂酸和氧代硬脂酸的形成相關(guān)聯(lián)，開發(fā)了一種簡單的定量分析方法，該方法可較為準確地推斷水中尸體的PMSI。2011年FORBES等[18]研究了加拿大安大略湖冰冷的淡水中尸蠟形成的化學過程，用漫反射紅外傅里葉變換光譜法分析，以提供脂質(zhì)降解和脂肪酸形成過程的定性分布，進而推斷PMSI。2012年，NOTTER等[19]監(jiān)測了水中豬尸體尸蠟的形成速率，使用氣相色譜質(zhì)譜法測定尸蠟的脂肪酸組成，并通過脂肪酸濃度的變化估計不同環(huán)境中尸蠟的形成程度。該研究還評價了各種服裝材料類型對尸蠟形成過程的影響。然而，上述模型與人體之間存在一定差異，對實際應(yīng)用的指導具有一定的局限性。近年來，隨著檢測手段的不斷進步及多學科領(lǐng)域的融合與發(fā)展，不斷有新的針對水中尸體PMSI的推斷方法被提出，如2016年JOPP-VAN WELL等[20]通過比較放射性碳數(shù)據(jù)和文獻中尸蠟保存的指標評估了水中白骨化尸體的PMSI。2018年，楊亮等[21]結(jié)合尸蠟形成情況和衣著、氣象條件等因素，確定了2例水中尸體的PMSI。由于水中尸體尸蠟的形成受多種因素的影響，因此，盡管不斷有更先進的基于尸蠟的PMSI推斷方法被提出，但開發(fā)更準確、快速、方便的檢測手段以及建立具有普適性的評價指標仍是該領(lǐng)域的重中之重。

1.3 根據(jù)尸溫推斷

尸溫推斷是早期死亡時間推斷的經(jīng)典方法。2007年，BACCINO等[22]利用豬模型研究了腦和鼓膜在水中冷卻與在空氣中冷卻的關(guān)系，結(jié)果表明，在空氣和水中的冷卻曲線幾乎呈指數(shù)關(guān)系，但是水中的冷卻速度比空氣中更快，這項研究可能為水中浸沒尸體的PMSI推斷提供非常有價值的參考。

2 基于法醫(yī)昆蟲學和水生生物推斷PMSI

2.1 根據(jù)昆蟲發(fā)育推斷

法醫(yī)昆蟲學（forensic entomology）是節(jié)肢動物科學和法醫(yī)學廣泛結(jié)合并相互影響的一門交叉學科，在應(yīng)用中常涉及刑事、民事、行政案件[23]。水中尸體浮出水面后，陸生尸食性昆蟲可在尸體露出水面部分活動。然而，水流的沖擊及天氣情況的干擾會影響陸生尸食性昆蟲成蟲定殖，同時也干擾其蠅類幼蟲發(fā)育，故在實際案件中較難收集到完整的昆蟲學數(shù)據(jù)。相較取食尸體并在尸體上產(chǎn)卵、生長發(fā)育的陸生尸食性昆蟲，水環(huán)境中沒有專性尸食性昆蟲，水生昆蟲主要將尸體作為庇護所或取食尸體上生長的藻類、生物膜，即使水生昆蟲取食尸體也是偶然事件[3，24]。多年來，法醫(yī)昆蟲學家應(yīng)用相關(guān)知識推斷PMSI取得了一定的成果。2011年，BARRIOS等[25]首次嘗試用豬尸體模型研究兩種淡水生態(tài)系統(tǒng)（湖泊和溪流）中與尸體分解不同階段相關(guān)的昆蟲演替規(guī)律，研究了尸體不同分解階段鞘翅目、雙翅目、蜻蜓目和蚋屬的演替規(guī)律。2013年，GARCíA-ROJO等[26]的研究著重于在相對封閉并黑暗的水箱中發(fā)現(xiàn)的部分浸沒的尸體，通過建立數(shù)學模型估算水箱中的溫度變化，同時通過麻蠅、麗蠅等雙翅目昆蟲的發(fā)育情況推斷最短PMSI。但是昆蟲幼蟲的生長和存活很大程度受到環(huán)境溫度和光照的影響，這帶來了很大的不確定性，限制了利用昆蟲發(fā)育推斷PMSI的應(yīng)用。

2.2 根據(jù)微生物演替規(guī)律推斷

生物膜（biofilm）是指附著于水中尸體體表，由胞外聚合物（extracellular polymeric substance，EPS）包裹的具有三維結(jié)構(gòu)的微生物群體，包括細菌、真菌、藻類和原生動物[3，27]。可利用生物膜內(nèi)微生物群落的演替規(guī)律推斷PMSI。由于宏基因組自身的數(shù)據(jù)統(tǒng)計建模優(yōu)勢以及近年來不斷提高的計算能力，使其得以更加廣泛地應(yīng)用于表征微生物群落在時間和空間上演替規(guī)律的研究[28]。許多法醫(yī)物證學家研究了陸地尸體組織的微生物演替情況[29]。對于水中尸體，2011年DICKSON等[30]將豬的殘骸分別在秋、冬季節(jié)淹沒于海水中，并定期取樣以記錄豬殘骸體表微生物群落的構(gòu)成隨時間的變化，結(jié)果表明，腐生海洋細菌在分解哺乳動物遺骸上的集群化和演替可以作為推斷PMSI的新工具。2015年，BENBOW等[28]描述了脊椎動物遺骸上壞死細菌群落的鑒定和演替，用454焦磷酸測序技術(shù)對細菌群落進行了表征，并進行了種系分析，結(jié)果表明，生物膜細菌群落變化規(guī)律研究將是未來研究的一個良好開端，可以更全面地探索水生微生物群落在法醫(yī)學中的應(yīng)用。然而，微生物群落受到地理區(qū)域、季節(jié)以及土壤覆蓋情況的影響，因此可能制約其在法醫(yī)調(diào)查中的普適性。

2.3 根據(jù)其他水生動植物推斷

除了利用昆蟲生長情況之外，其他水生生物如甲殼類和藻類的定植生長也同樣可以用于PMSI推斷。2019年，PIRTLE等[31]利用一種甲殼類生物藤壺在不同質(zhì)地鞋子上的生長情況來推斷浸沒遺骸的PMSI，在30 d的時間內(nèi)所有參與實驗的128只鞋子上都發(fā)現(xiàn)了藤壺。藤壺能夠在浮動和浸沒的遺骸中定植，其生長速度取決于溫度。2015年，MAGNI等[32]利用該方法成功評估了在意大利卡拉布里亞地區(qū)一具尸體的PMSI。

明確尸體上已知生長階段的藻類或其他水生植物所需的生長時間，也可用于推斷PMSI。2004年，HAEFNER等[33]將藻類生長率作為推斷PMSI的指標，研究了溪流中豬尸體的分解情況。ZIMMERMAN等[34]基于藻類多樣性確定仔豬的PMSI，其將仔豬和瓷磚浸沒在咸水池中并定期取樣以記錄藻類多樣性與分解階段之間的連續(xù)性，觀察到仔豬基質(zhì)上發(fā)現(xiàn)的藻類多樣性與時間之間存在強相關(guān)性。2013年，ROHNER等[35]評估了利用藻類推斷PMSI的潛力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，由于無法確定外部因素如何影響人體皮膚上的藻類生長，藻類在浸沒尸體上的存在仍然僅用于推斷孤立案例中的PMSI。

3 根據(jù)理化方法推斷PMSI

3.1 根據(jù)尸體生物化學指標變化規(guī)律推斷

學者們對死后不同組織和體液中電解質(zhì)離子濃度的變化情況進行了研究，發(fā)現(xiàn)了可以推斷PMSI的規(guī)律。2012年，PéREZ-CáRCELES等[36]通過分析幾種血清生化標志物以評估溺死（海水和淡水）案例中微量元素的水平及其與年齡、性別和PMSI的相關(guān)性。此外，ZILG等[37]對PMSI及眼內(nèi)鈉離子（Na+）水平之間的關(guān)系進行了研究，結(jié)果表明，在淡水溺死的情況下，受到眼組織與周圍水環(huán)境之間擴散作用的影響，玻璃體液中Na+水平降低，且Na+水平的降低與PMSI相關(guān)。2018年，TSE等[38]將牛眼球隨機分為兩組（浸入鹽水組和對照組），在1、2、4和6h后測量每組眼球玻璃體液中Na+、氯離子（Cl-）和鎂離子（Mg2+）的濃度，結(jié)果表明，對照組眼球中Na+、Cl-和Mg2+的濃度隨著浸泡時間的延長輕微下降，鹽水組眼球中Na+、Cl-和Mg2+的濃度在浸泡后期會隨著浸泡時間的延長呈線性增長。上述研究結(jié)果表明，利用機體死后組織中不同離子的濃度推斷早期PMSI尚且可行，其為在高電解質(zhì)含量水域中溺死者PMSI的推斷提供了一種潛在方法。

3.2 根據(jù)其他理化指標推斷

我國學者亦研究了多種適于PMSI推斷的潛在理化指標。卜俊等[39-40]通過豚鼠溺死模型探討了水中尸體乙醇和正丙醇的生成規(guī)律，建立了隨著PMSI延長各器官內(nèi)乙醇和正丙醇的生成曲線，可能作為推斷溺死時間的指標。唐谷等[41]探討了水中尸體軟組織生物力學性狀的時序性變化用于PMSI推斷，應(yīng)用萬能材料試驗機檢測水中大鼠尸體各組織的極限載荷、應(yīng)變、最大應(yīng)力等生物力學參數(shù)，結(jié)果表明，水中尸體軟組織生物力學性狀的時序性變化與PMSI之間存在一定的相關(guān)性。李宗會等[42]將山羊作為實驗動物分為陸地組和水中溺死組，用自行研制的“腐敗氣壓測定儀”定時系統(tǒng)測量動物尸體腹腔內(nèi)的腐敗氣壓，總結(jié)尸體腹腔內(nèi)腐敗氣壓的發(fā)展變化規(guī)律，并據(jù)此建立通過測量腹腔腐敗氣壓推斷PMSI的方法。以上指標多是建立于動物模型的實驗研究，尚需要更多實際解剖案例的數(shù)據(jù)支撐。

4 總 結(jié)

水中尸體的PMSI推斷作為法醫(yī)學的重點和難點問題，值得各國法醫(yī)學工作者深入研究。隨著代謝組學、微生物組學、蛋白質(zhì)組學和脂質(zhì)組學的發(fā)展，必將篩選出更多與PMSI具有規(guī)律性及時序性變化的指標，系統(tǒng)化的研究將更加有助于準確推斷尸體PMSI，為案件偵破提供有價值的參考依據(jù)。