溺水尸体硅藻检验的研究进展

溺水尸体硅藻检验的研究进展

施亚锦

（福建天泽司法鉴定所；福建福州350400）

【摘要】溺死是指液体进入并阻塞呼吸道和肺泡腔，导致机体气体交换受阻，引起机体缺氧，二氧化碳潴留，引起窒息性死亡。抛尸入水则是指死者在已经死亡的情况下才被抛入水中，死亡地点并不在水中。在实际案件中，水中发现的尸体多数为溺死所致，但部分水中尸体则是抛尸入水。因此对水中尸体进行法医学鉴定，明确死亡类型对侦破案件具有重要作用和意义。水中发现的尸体如何判断是生前溺水还是死后抛尸一直是法医鉴定中的难题之一。虽然通常情况下，新鲜的溺死尸体会具有较为明显的溺亡特征，但对于水中浸泡时间较长，处于高度腐烂的尸体，溺亡的特征消失，造成大体和组织学检查缺乏特异性，导致法医在鉴别时具有明显困难，对水中高度腐烂尸体的死因是法医学中鉴定的棘手问题。硅藻检验是目前法医诊断溺水死亡的重要方法，但硅藻检验在法医中一直存在争议，主要是由于检验技术问题。本文对硅藻检验技术的发展进行综述，探讨其在法学领域中的应用价值。

【关键词】溺水；尸体；硅藻检验；法医

Researchprogressofdiatomexaminationinthedrowners

SHIYa-jin

Fujiantianzejudicialappraisalinstitute350400

[Abstract]Drowningrefersthatthefluidsgetintoandblocktherespiratorytractandalveolarspaceincausingthedifficultyofbreathing,lackingofoxygen,keepingthecarbondioxideandleadingtothedeathfromsuffocation.Dumpingrefersthatthevictimisdumpedintowaterafterhisdeathratherthandrownedinthewater.Inpractice,themajorityofthediscoveredcorpsesaredrownedinthewaterwhilesomecorpsesaredumpedintowater.Theforensicidentificationofthecorpsesareofgreatimportancetodetectacriminalcase.Tojudgethecorpseswhethertheyaredrownedbeforetheirdeathordumpedintowateraftertheirdeathhasbecometheforensicidentificationdifficulty.Ingeneral,therecentlydiscoveredcorpseshavetheobviouscharacteristicsofbeingdrowned.However,thedrowningcharacteristicswillbedisappearedinviewofthosecorpsesthathavebeensoakedforalongtimeandhighlydecomposed.Thespecificityofthehistologicalexaminationisinsufficienttotakingtheforensicidentification.Thus,itisquitehardtomaketheforensicidentificationonthehighlydecomposedcorpses.Atpresent,thediatomexaminationisofgreatimportancetotheforensicidentificationofdrowningdeath.Duetotheinspectiontechniqueproblems,thediatomexaminationhasbeencontroversial.Inthispaper,theresearchprogressofthediatomexaminationisreviewedtodiscussitsapplicationvalue.

[Keywords]drowning;corpse;diatomexamination;forensic

溺水死亡是法医中较为常见的案件类型，也是法医学中鉴定的重难点。硅藻是藻类的一种类型，也成为矽藻，多数硅藻生存在水域中，是一种浮游单细胞生物，少数表现为群体或丝状物。在现实中，硅藻检验是判断尸体生前入水溺死还是死后抛尸入水的重要手段[1]。由于生前入水者存在生活反应，水中液体会顺着呼吸道进入肺内，硅藻也会进入死者体内，并随着破裂的肺泡壁毛细血管，进入死者全身循环系统和各个脏器。因此溺水死亡的患者多能在尸体的脏器中检测出硅藻。死后抛尸者入水后，由于呼吸道已经闭塞，液体难以进入呼吸道和肺泡，因此肺脏中一般不会检测出硅藻，其他脏器中更是难以发现硅藻。目前多数法医专家学者认为，水中尸体可通过检测死者内脏器官硅藻情况，判断死者的死亡性质。同时通过硅藻的检验还能推断死者的落水地点，通过水中死者脏器中硅藻检验结果与水样硅藻检验结果进行对比，观察硅藻形态（种属、数量、大小等），可判断落水地点。但法医界对体内硅藻检查结果仍然存在一定争议，部分学者认为硅藻在自然界中广泛存在，提取过程中也容易受到污染，导致检验结果并不准确[2]。但目前国内外法医检查水中尸体时仍然采用血液硅藻检验方法作为首要辅助手段[3]。硅藻检测首次报道于20世纪初，由国外学者在溺水尸体的肺中检出，之后逐渐成为溺水死亡的重要诊断方法。溺水尸体进行硅藻检验主要观察溺水尸体的器官中是否能检出硅藻，但硅藻检验方法长期以来进展缓慢，在法学中应用效果有限[4]。近年来随着生物科技领域的发展，硅藻检验又成为法医领域研究的热点。本文对近年来国内外硅藻检验的方法和结果评价进行综述，为法医对溺水尸体的硅藻检验提供理论依据。

1硅藻检验方法

1.1依据形态学特征观察硅藻检验

硅藻是自然界广泛存在的一种单细胞植物，其种类繁多，但所有种类的硅藻，其细胞壁中均有不易被破坏的含水硅酸盐成分，即使是浓酸中煮沸或高温灼烧，也不会发生明显破坏。因此对尸体中提取的组织进行破坏，再检测破坏的尸体中是否存在硅藻[5]。该种检测方法操作简单，对仪器要求较低，从而在检测中应用广泛。该类检测方法主要包括化学消化发以及物理破坏法。

1.1.1化学消化法

化学消化法是通过强酸，消化离心手段收集硅藻，再通过显微镜等步骤获取，是目前法医界检测硅藻最常有弄也是最方便的方式[6]。在国内学者的研究中发现[7]，采用硝酸消化-心理的方式对溺水尸体硅藻检出率高达90%以上，表明化学消化法在硅藻的检测中具有较高诊断价值。还有动物研究发现[8]，溺水死亡的兔子体内可检测出大量硅藻，而死后放入水中的兔子在相关器官的检查中却并未发现硅藻，提示传统强酸消化法在判断尸体溺水死亡的案件中具有重要价值。但传统的强酸消化法存在环境污染严重、容易破坏硅藻外壳等，导致检测结果存在假阴性的可能，因此化学消化法的应用受到一定限制[9]。在王玉仲[10]等人的研究中采用新型微波消解，发现采用微波消化硅藻检出率明显高于传统检测。还有学者采用快速酶消解，采用蛋白酶K试剂盒、组织裂解液试剂盒以及盐酸进行共同消解，发现这种方法相对于传统酶消解法消解时间更短，对组织量需求更少，且对环境无污染，硅藻破坏更少[11]。

1.1.2物理破坏法

硅胶梯度离心法以及焚灼法是常用的物理破坏法。焚灼法是将检查材料焚烧成灰，硝酸消解后加水过滤镜检，但该方法中电灰化炉较为罕见，灰化时间较长，温度和时间的控制也未能统一，在应用中较为困难。硅胶梯度法在组织匀浆时对硅藻破坏程度较大，检出率较低，因此在法医检验中也有着较多限制。

目前硅藻检验的最常用方法多数基于强酸消化法的形态学检验，由于试剂制备容易，操作流程简单，对检验结果的影响较小，因此在法医检验中应用广泛。

1.2基于DNA序列的分子硅藻检验

分子生物学的发展为硅藻检验开辟了新的方法，相对于传统化学消化法来说，DNA基因序列检测硅藻具有更高的灵敏度，操作更简单，结果控制性更强[12]。目前人们对DNA基因序列检测的研究不断深入，其中小核糖体亚单位编码基因（16SrDNA）成为人们关注的热门。原核生物16SrDNA中有数个可变区，信息量丰富，为不同藻类的鉴别起到了较大作用。有学者通过环境水样扩增16SrDNA片段，结合变性梯度凝胶电泳进行硅藻指纹分析，可分辨不同环境、时间及水域的硅藻群落。有学者应用上述设计的引物进行藻类分析，发现该方法有助于鉴定溺水地点的推断以及溺死的定性诊断[13]。还有学者采用PCR扩增16SrDNA片段检测蓝藻、硅藻、绿藻，结果发现生前或死后入水的患者肺部硅藻检出率均为100%，结合其他器官检查灵敏度较高，应用前景良好[14]。还有学者对比了硝酸消化法和PCR扩增16SrDNA基因法，结果发现，两组在检查硅藻检出率时无明显差异，但硝酸消化法检验时间明显缩短，而PCR相对于硝酸消化法耗材更少，信息更多，可明确鉴别硅藻种属。但有学者认为[15]，16SrDNA基因相对于蛋白质编码基因来说，在功能和结构上较为保守，因此使用16SrDNA基因并不能确保鉴定生物种群的准确性。孙丞辉[16]等人研究采用聚合酶链反应-变性高效液相色谱（PCR-DHPLC）检测硅藻特异核糖体小亚基基因，显示检出率比16SrDNA片段更高，相对于16SrDNA基因更具有特异性，与微波消解-扫描电镜法相比也根据优势。还有学者对可溺水水尸体中采用PCR法和标记探针进行水藻类DNA检测，结果发现可疑溺水死亡的尸体中均检测出水生浮游生物，而非溺水死亡的患者则未检出藻类DNA。但在尸体有明显损伤情况下，藻类也能直接进入器官中，导致检测出现假阳性。因此多数学者认为，PCR扩增为基础的硅藻DNA检测可一定程度上辅助溺水死亡案例的诊断。但DNA分子硅藻检验方法对人员培训和实验室的维护要求较高，基层法医中难以普及。但DNA分子硅藻检验科快速鉴定硅藻种类，筛查溺水地点，对案件侦破具有一定促进作用，具有广阔的研究价值和前进。

1.3基于硅藻化学成分组成差异的检验

核磁共振波谱法是研究原子核射频辐射吸收的方法，电感耦合等离子体质谱法则是对不同质荷比的离子进行分离记录。采用上述方法可分析各种生物成分、无机物成分的结构，进行定性、定量分析。在法医中使用核磁共振波谱结合电感耦合等离子体质谱法能有效区分不同种属的硅藻，通过液相色谱-质谱技术还能分辨硅藻成分，在无组织前处理的情况下分辨骨骼组织和硅藻颗粒。有学者采用上述方式观察羽纹目硅藻信息素的释放过程，并进行硅藻检测和种属分类[17]。还有学者采用固体核磁共振硅谱和衰减全反射红外光谱技术，检测两种不同浓度盐溶液的硅藻，并分析硅藻外壳的元素成分，连续监测元素分成的变化情况，结果显示硅藻外壳成分与盐溶液浓度相关，且不同硅藻敏感性不同[18]。王会品[19]等人也应用上述方法研究硅藻外壳中生物大分子和生物矿化硅间的关系，表明核磁共振波谱法与电感耦合等离子体质谱法可检测硅藻外壳的化学成分，且检出率高，在法医检验中具有一定作用。

原子力显微镜技术源于扫描电镜技术，直接使用显微镜观察、处理样品。该方法可直接在液体或其他介质中对硅藻进行检测，无需特殊处理，并能细节呈现硅藻外壳化学成分。相对于核磁共振来说，该方法对任何检材进行表面扫描均能得到硅藻化学成分构成，获得硅藻表面结构的三维数据，使检测更精准。陈光辉[20]等人利用原子力显微镜监测了硅藻的有机成分和硅成分结合过程。原子力显微镜是目前学者观察硅藻外壳矿化过程、细胞膜微观生物力学、细胞膜超微结构以及硅藻细胞膜外基质黏附参数等研究的主要方式，相应的研究成果直接用于法医学硅藻检测。

2法医学硅藻检验的展望

对于溺水尸体来说，由于尸体可能腐败程度较高，导致法医学中大体和组织学检验结果难以准确，因此目前硅藻检验在溺水尸体鉴定中扮演着重要角色。专家学者们在既往多数研究中均证实了硅藻检验在溺水尸体生前溺水、死后抛尸的鉴定以及高度腐败尸体死因的鉴定方面具有重要作用和诊断价值。如今硅藻检验仍然在不断完善过程中，基于目前已有的技术、方法及流程，如何完善、标准的完成硅藻检验是重点。检材采集的标准化过程较为重要，防止检材在采取过程中受到污染，可促进检验结果更精确。硅藻提取的过程也需要极其重视，如何安全、高效率、低破坏的提取硅藻也是硅藻检验的一个重点。在硅藻定量检验时，如何进一步将形态学观察、基因序列、硅藻自动扫描以及识别方法相结合，是接下来需要研究的方向，构建硅藻自动识别及计数系统，加快硅藻检验的速度，更规范、更标准的进行取材，进一步加强法医学对溺水尸体的鉴定精确度，使法医学更好的为人民服务。

参考文献

[1]徐永举.溺水死亡的法医学鉴定研究[J].湖北警官学院学报,2014,27(1):179-180.

[2]徐欣,刘兆,丁辉等.微藻检验在法庭科学领域的应用初探[J].中国人民公安大学学报（自然科学版）,2016,22(4):33-35.

[3]邓建强,刘宝琴,龙仁等.硅藻COX-Ⅰ区种属特异性PCR用于法医学溺死诊断[J].川北医学院学报,2015,30(1):2-5.

[4]张二永,沐志强.120例水中尸体的法医学分析[J].河南科技大学学报（医学版）,2014,32(4):302-304.

[5]田露,臧士博,邱志军等.上海市浦东新区川杨河水域硅藻分布及其法医学应用[J].法医学杂志,2014,30(2):114-116.

[6]罗成,陈杰.溺水死亡的法医鉴定要点分析[J].法制博览,2017,6(18):165-166.

[7]韩军鸽,王程宝,李兴彪等.硅藻硝酸消化法与浮游生物16SrDNAPCR法在溺死鉴定中的比较[J].法医学杂志,2013,29(5):356-359.

[8]李向阳,赵建,刘超等.溺死及死后入水兔肺组织中硅藻分布[J].法医学杂志,2014,30(2):81-84,87.

[9]余政梁,刘超,胡孙林等.PCR-DHPLC法检测硅藻SSU基因在溺死鉴定中的应用[J].中国法医学杂志,2013,28(6):457-460.

[10]王玉仲,赵建,李鹏等.三种硅藻检验方法比较[J].南方医科大学学报,2015,35(3):427-431.

[11]薜薇,杨伟栋,邢豫明等.溺死鉴定中硅藻检验的应用[J].中国法医学杂志,2016,31(4):358-359,363.

[12]杜宇.淡水硅藻种群及数量变化的影响因素及其法医学意义[J].中国法医学杂志,2014,29(4):346-348.

[13]李鹏,徐曲毅,陈玲等.检测藻类16SrDNA特异性片段在溺死诊断中的应用[J].南方医科大学学报,2015,35(8):1215-1218.

[14]姚建,阚卫军.酶消化联合强酸消化法的硅藻检验[J].法医学杂志,2017,33(2):165-167.

[15]周勇,龚兰剑,谭旭文等.永州湘江水域溺死案件42例法医学分析[J].中国法医学杂志,2017,32(1):81-82.

[16]孙丞辉,王彪,李正东等.溺水尸体硅藻检验的研究进展[J].法医学杂志,2015,31(6):462-465.

[17]广东省公安厅科技信息化处科技管理科.法医硅藻检验关键技术及设备研发[J].广东公安科技,2016,24(1):38-40.

[18]周玉倩,陈阳.硅藻检测在溺死鉴定中的研究进展[J].中国医药指南,2013,11(12):449-450.

[19]王会品,陈勇,赵建等.勒福特王水消解法检验动物器官硅藻的法医学应用[J].中国法医学杂志,2016,31(5):470-472.

[20]陈光辉,孙建.硅藻检验在水中尸体法医学鉴定中的应用[J].广东公安科技,2014,22(3):71-73.