丽蝇科蝇类的生物学特性及其法医学应用

赵博，温婵，齐莉莉，王贺，王冀

（1.河北医科大学实验诊断教研室，河北石家庄 050017；2.河北省儿童医院，河北石家庄 050017；3.河北医科大学病原生物学教研室，河北石家庄 050017；4.河北医科大学教务处，河北石家庄 050017）

·综述·

丽蝇科蝇类的生物学特性及其法医学应用

赵博1，温婵2，齐莉莉3，王贺3，王冀4

（1.河北医科大学实验诊断教研室，河北石家庄 050017；2.河北省儿童医院，河北石家庄 050017；3.河北医科大学病原生物学教研室，河北石家庄 050017；4.河北医科大学教务处，河北石家庄 050017）

双翅目（Diptera）丽蝇科（Calliphoridae）蝇类是最早出现在腐败尸体、尸块上的主要蝇类。在法医昆虫学领域，根据丽蝇科的生活特性，可以较准确地推断出凶杀案或无名尸案的死亡时间（postmortem interval，PMI），为案件侦破提供有利线索。本文介绍了丽蝇科蝇类的生物学、形态学特征，并对其在法医昆虫学与分子生物学、数学形态学、法医毒理学方面的联合应用进行了综述。

法医昆虫学；死亡时间；综述[文献类型]；双翅目；丽蝇科

中国是具有悠久法医传统的国家，五代后晋《疑狱集·严遵疑哭》中曾有因死者头部有苍蝇聚集怀疑外伤，结果发现是铁钉子钉进头部致死的记载[1]。国际上公认的有关法医昆虫学的最早专著是我国南宋宋慈撰写的《洗冤集录》。现代法医昆虫学研究开始于十九世纪后半叶，欧洲一些昆虫学家与法医学家合作，解决了一系列的疑难案例[2]。

法医昆虫学在腐败尸体甚至白骨化尸体的死亡时间（postmortem interval，PMI）推断上体现出无可比拟的优越性，嗜尸性蝇类因以腐败动物为孳生物的特殊生活习性，常可用来推测凶杀案或无名尸案的PMI，为案件侦破提供有利线索。双翅目（Diptera）丽蝇科（Calliphoridae）蝇类往往是首先发现并到达尸体的生物，并且在几个小时之内就可产卵在尸体上，所以测定尸体上不成熟期蝇类的发育龄期往往是估计PMI的关键资料。本文介绍了丽蝇科蝇类的生物学、形态学特征，主要从国内外丽蝇科的分子生物学、数学形态学、毒理学等方面的研究进行综述，从而探讨丽蝇科的生物学特性及其法医学应用。

1 丽蝇科生物学及形态学特征

1.1 丽蝇科生物学特征

双翅目丽蝇科在世界性范围内分布十分广泛，已知约1000多种，中国已知约150多种。幼虫通常前端略呈长椭圆形，中段柱形，后端往往因具后突起群而宛如“皇冠状”，1对后气门即开口于后突起围绕的后表面中间。蛹成圆筒状，前端略尖、可见1对幼虫前气门，后端略平、周围有皱缩、1对后气门，在第3胸节稍偏上侧有1对呼吸角[3]。

1.2 丽蝇科形态特征

嗜尸性蝇类应用于PMI推断主要是根据蝇类日龄的推断，目前应用最多的是外部形态特征。通过研究蝇类幼虫体长与温度、时间之间的相关性，可以对PMI作出较为精确的推算。众多研究[4-7]专注于不同种蝇类幼虫在不同的温度条件下体长随日龄的变化，并且找出了变化规律，为法医学实践提供了理论基础。Grassberger等[4]对丝光绿蝇在十种不同温度下的生长发育进行了研究，测量幼虫体长并制成温度-体长生长曲线图。汤治洲[5]根据最小二乘法原理对尸体蛆长数据进行处理，得出根据蛆长推断PMI的回归方程。王江峰等[6-7]研究了温度对大头金蝇、丝光绿蝇幼虫体长变化的影响，记录随时间、温度的变化蝇类幼虫达到最大体长的时间，并将体长随时间的变化进行了曲线拟合，得出适合的Logistic改进模型。

1.3 丽蝇科超微形态特征

随着电子显微镜性能的完善和种类的增多，其应用范围更加拓宽，对于在法医昆虫学中的应用来说，使用最多的是扫描电子显微镜（scanning electron microscope，SEM）和透射电子显微镜（transmission electron microscope，TEM）。Liu等[8]采用DS-130扫描电镜（美国国际科学仪器公司）对12种具有法医学重要性的蝇类幼期的超微形态特征进行了描述，提出了卵﹑1龄﹑2龄﹑3龄幼虫及蛹的分种检索表。Greenberg等[9]也通过DS-130扫描电镜对11种丽蝇的卵作了较详尽的观察、描述及研究。Ubero-Pascal等[10]应用扫描电镜对红头丽蝇幼虫、蛹的头部、胸部、腹部（肛门）等细节部位的超微结构进行了研究。在我国，许世锷等[11]分别用光镜和扫描电镜对照研究了大头金蝇幼虫的后气门，证明后气门由体壁层、气门肌层及连接于其下的气管3部分组成（在体壁层与气门极层之间为潜在性的气门腔），为蝇幼虫分类提供了一定的基础资料。王江峰等[12]应用扫描电镜对4种嗜尸性蝇类卵表面超微结构进行研究，发现卵的大小、表面形态、中区、孵出线、卵孔和垂柱皆为重要鉴别特征。张学书等[13]对肥躯金蝇足的爪垫超微形态结构进行了研究，发现每种蝇类的前、中、后爪垫的面积、刚毛均存在一定差别。电镜技术在法医昆虫学中的应用在嗜尸性蝇类超微结构形态识别、种类鉴定方面有一定的应用价值。

2 法医昆虫学与分子生物学的联合应用

以DNA分析为基础、迅速并可靠地鉴定各个发育阶段的嗜尸性昆虫种类的方法，已成为近年研究热点之一。Sperling等[14]首次报道运用PCR技术分析丽蝇科中3种蝇属，测定mtDNA上2.3kb长的DNA序列，运用内切酶HinfⅠ并鉴定这3种蝇属。Wells等[15]对丽蝇科的mtDNA进行测序，对分类模糊的丽蝇进行了清楚的分子生物学分类，为PMI的准确推断提供了前提。Ramos de Pablo等[16]利用Cyt-b基因片段的种间差异，准确地鉴别出一种当地丽蝇。Harvey等[17]釆用278bp COⅠ序列对来自22个国家的丽蝇科27个种119个样本进行序列分析，也证实大部分种类能成功鉴定。Mazzanti等[18]采用561bp COⅠ、384bp COⅠ、605bp CC>Ⅱ和931bp COⅠ+COⅡ对丽蝇及麻蝇不同种类的蛹区进行分析并成功区分，证实了蛹也可以进行分子技术鉴定。Oliveira等[19]应用ITS2序列对西班牙地区丽蝇进行研究，表明增加序列集合能更准确地识别蝇种。

我国学者蔡继峰等[20-21]对成都地区的嗜尸性苍蝇mtDNA上COⅠ、COⅡ、16S rDNA的基因序列进行检测。王江峰等[22]采用mtDNA扩增结合银染技术和DNA序列分析，对中山市、广州市及西安市5种常见嗜尸性蝇类的种类鉴定。尹晓宏等[23]对嗜尸性蝇类干样本DNA提取方法进行改良，可以快速、稳定地从嗜尸性蝇类干样本中提取DNA。杨立等[24]利用COⅠ对中国14省不同地区38只嗜尸性蝇类进行种类鉴定。石坚等[25]研究表明，16S rDNA上289 bp基因序列能有效地对国内常见丽蝇进行种类鉴定。DNA分析技术的应用，将会给法医昆虫种类鉴定带来方便，现在cDNA芯片技术能够检测生物不同生长发育期表达水平的差异，随着这方面技术的成熟，DNA分析技术会越来越普遍地应用于法医学实践[26]。

3 法医昆虫学与数学形态学的联合应用

数学形态学是一门新兴的图像处理与分析学科，将其与法医昆虫学联合，目前的研究主要是在昆虫分类领域和数值分类学，通过扫描仪、数码相机等设备获取昆虫图像，然后应用数学形态学方法分析图像，再将昆虫结构、体形特征和数据库中的标准图像比较，根据相似度进行鉴别分类。赵汗青等[27]对隶属于半翅目、鳞翅目、鞘翅目等8个目25个科的40种昆虫利用计算机视觉技术进行了自动鉴别研究。赵博等[28-29]采用形态观察与图像分析相结合的方法对丽蝇科蝇类幼虫前气门、后气门、头咽骨进行研究，筛选适合日龄推断的指标，并且发现咽骨的骨化面积、平均光密度，后气门的平均光密度是最理想的判断幼虫日龄的指标，为法医昆虫学实际工作中精确推断PMI提供了重要的指导意义。黄丽莉等[30]初步建立了江西出境高风险果实蝇属昆虫图像自动识别系统。意大利维罗纳大学的学者在第四届欧洲法医学会上提出法医昆虫学数据库的建立，阐明了尸体上昆虫的演替规律﹑健全嗜尸性昆虫各发育阶段的图谱并资源共享。

4 法医昆虫学与法医毒理学的联合应用

近年来，世界上毒品泛滥与药物滥用十分严重，涉及毒品的案件也逐渐增多，因此越来越多的研究关注于这些毒品是否会对蝇类的发育产生影响。Bourel 等[31]研究吗啡对丝光绿蝇发育的影响，发现吗啡加速了丝光绿蝇的发育速率，在推算PMI时，若不考虑其影响，则会相差24h。因此，在利用昆虫进行PMI推算时需考虑药物对昆虫发育速率的影响。Kintz等[32]通过LC法同时检测了中毒尸体内部器官以及寄生于其上的丽蝇幼虫，发现蝇幼虫中可检出三唑仑、奥沙西泮、苯巴比妥、阿米替林、氯丙咪嗪5种药品，而尸体组织仅能检出其中部分。Manhoff等[33]对于尸体已木乃伊化的案件，通过GC-MS法从木乃伊尸体周围的丽蝇幼虫、甲虫排泄物中检测出可卡因。Nolte等[34]使用放射免疫分析（radioimmunoassay，RIA）、GC-MS法等多种技术，在一具死亡5个月白骨化尸体上的蝇幼虫中发现可卡因。Carvalho等[35]研究结果显示，安定加快丽蝇科蝇类发育。Oliveira等[36]研究表明，解痉药丁溴东莨菪碱不仅减慢大头金蝇幼虫生长发育速度，而且降低了幼虫的最大体质量和最大体长，还改变了幼虫死亡率。田洁等[37]研究表明，盐酸吗啡可促进大头金蝇的生长发育速度。张楠等[38-39]研究发现，在控制温度、浓度条件下盐酸吗啡均可促进肥须亚麻蝇的生长发育速度，并找到幼虫的4项指标是推测PMI的理想指标。吕宙等[40]研究表明，氯胺酮能抑制大头金蝇幼虫生长发育速度。

虽然上述技术在法医昆虫学中得以应用，但法医学面临的问题更为复杂：哪些品种毒物能在昆虫体内更易检测到，哪些检测手段更可靠且方法更简便、易行，尤其是明确各种毒物致死剂量——尸体内部器官、肌肉内毒物含量——蝇类幼虫或蛹内毒物含量三者之间的数量关系会在一些毒物致死案件侦破工作中发挥重要作用等。随着技术的进步，微量分析技术应用于法医昆虫学与法医毒理学，使其前景更广阔。不仅能提供可能的死亡原因以进一步纠正PMI，而且为其他侦破线索提供基础资料。

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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）

（本文编辑：张建华）

赵博（1983—），女，河北邢台人，硕士，主要从事法医昆虫学研究；E-mail：zhaobo19830602@sina.com