国内外法医毒物学研究进展及发展趋势

杜鸿雁，杨 智，刘 博，张蕾萍，董 颖，王瑞花

（1. 公安部物证鉴定中心北京市现场物证检验工程技术研究中心, 北京 100038；

2. 海南省公安厅物证鉴定中心，海口 570203；3. 黑龙江省公安厅刑事技术总队，哈尔滨 150008）

国内外法医毒物学研究进展及发展趋势

杜鸿雁1，杨 智2，刘 博3，张蕾萍1，董 颖1，王瑞花1

（1. 公安部物证鉴定中心北京市现场物证检验工程技术研究中心, 北京 100038；

2. 海南省公安厅物证鉴定中心，海口 570203；3. 黑龙江省公安厅刑事技术总队，哈尔滨 150008）

近年来，随着执法实战的需要，以及分析化学、法医毒理学等学科的不断发展和技术进步，毒物毒品预警、未知毒物筛查、代谢组学研究、现场快速检测技术开发和设备研制等已经成为国内外法医毒物学领域的研究热点，并取得了一系列技术进步和实际应用效果。本文综述了国内外在结构特征解析与预警、体内代谢规律及代谢组学、死后动力学、检测探测等方面的研究进展和发展趋势，以期为我国法医毒物学未来的研究方向提供参考。

法医毒物学；分析化学；研究进展

法医毒物学是应用毒理学和分析化学等有关学科的理论和技术研究与法律有关的自杀、他杀、意外或灾害事故引起中毒的学科。法医毒物学包括法医毒理学和法医毒物分析。近年来，国内外在结构特征解析与预警、体内代谢规律及代谢组学、死后动力学、检测探测等方面均取得长足进展。

1 新型毒物毒品发展趋势与预警研究进展

科技发展促使新的化学物质以前所未有的速度出现，全球每天新合成化学品达12 000多种。除传统的安眠药、农药、毒品外，乙醇、新型毒品、新型除草剂、新型杀鼠剂、生物碱、重金属元素等也逐渐成为日常的检验对象，如性犯罪药物GHB（Gamma Hydroxybutyrate）[1]、河豚毒素[2]、抗凝血杀鼠剂、高毒性除草剂百草枯[3]、元素铊[4]、某些抗生素[5]等。为了有效应对毒物犯罪和毒品案件造成的不良社会后果和负担，西方发达国家如美国、法国等建立了全国新型毒物毒品中毒、滥用预警体系，以时刻监控毒物毒品在其国内的各流通环节。我国在这方面的起步较晚，亟需进行全面深入的研究。

1.1 新型毒物毒品种类发展趋势

随着科技发展，毒物检验的内容和范围也越来越广，涉及中毒案件及毒物犯罪案件的种类也大幅增加。较之于发达国家如美国，涉案毒物长期以来主要集中于乙醇、精神类和麻醉类药物，种类较为单一的现状，在我国，属于法医毒物检验鉴定范围的有毒物质竟至成千上万种，种类多样、性质各异，给相关研究和检验鉴定带来了极大挑战和难度。我国作为中草药大国，有毒动植物中毒案件时有发生[6]，加之许多有毒动植物的有毒成分至今尚不清楚，故急需开展相关研究。因此，今后应加强新型毒物的中毒预警研究，建立相应监测体系，开展中毒控制关键技术的研发，以求最大限度降低中毒案事件的发生率。

1.2 新型毒物毒品预警研究进展

为了有效预防和应对有毒化学物质对人类的危害，1956年美国儿科学会在芝加哥建立了世界上第一个中毒控制中心（Poison Control Center，PCC）。目前大多数发达国家和部分发展中国家及地区已建立起两百多家PCC。此外，国际化学品安全规划署、欧共体联合研究中心等国际组织也相继成立。这些国家和国际机构除了协调和组织化学品中毒防治、管理及科学研究等方面的活动外，另一项很重要的工作就是收集数据资料，建立信息网为处理中毒事件提供服务[7]。现在，我国也成立了国家中毒控制中心及其它相关政府机构，并开办了多家信息网站[8]。然而，上述与毒物相关的数据信息系统主要应用于医疗数据资料查询和公众中毒防护知识普及。综合国内外目前的现状，与毒物相关的数据信息系统均侧重于中毒医疗咨询与提供救助信息。对公安部门而言，现存毒物及中毒数据库均不具有针对性，不能提供毒物分析方法的快速筛查，也不能对毒物、毒情提供预警支持。目前，公安部物证鉴定中心毒物检验实验室正在研究建立我国涉案毒物信息监测系统，以期实现毒物数据、涉毒案件、检验方法、参考文献的信息化共享，中毒案件自动识别以及高发毒物毒情预警。该系统一旦建立，将会弥补公安机关毒物分析专业没有专业数据库的现状，并进一步推动涉毒案件的信息化工作，对任何毒物危害在其泛滥成灾之前就有效掌控，从监控、预防、应对三个角度减少毒物对人民生命财产的危害。

1.3 新型毒物毒品标准物质及筛选检测方法发展

标准物质在检定和校准测量仪器、评价分析测量手段、新方法的验证、分析测量过程中的质量控制及实现量值溯源等方面起着非常关键的作用[9]。除药物外，我国自主研发的毒物标准物质主要包括甲胺磷、乐果、溴敌隆等传统农药[10]，而近年出现的新型毒物标准物质以及天然有毒物质活性成分的研制速度远远不能满足该类涉毒案件的毒物检验需求。在毒品领域，我国自主研发的国家一级标准物质也仅有海洛因、甲基苯丙胺等9种，面对数量庞大的管制毒品及新型毒品种类，国内标准物质的研究明显滞后。因此，研究新型毒物毒品及其代谢物的制备方法，解决我国毒物毒品标准物质严重受制于国外进口的瓶颈问题，显得十分必要和迫切。目前国际上法医毒物检验鉴定实验室普遍使用气相色谱/串联质谱(GC-MS/MS)、液相色谱/串联质谱(LC-MS/MS)、液相色谱/高分辨质谱(HPLC-TOF-MS)等先进仪器分析手段[11-14]，以建立各实验室自己的毒物毒品筛选分析方法体系。如澳大利亚的维多利亚法医研究所对所有案件检材均进行血液乙醇检测，滥用药物检测，以及200多种药物的LC-MS/MS系统筛查，并采用GC-MS（或NPD）和LC/DVD法分析酸性类药物，用以弥补常规筛选体系对酸性药物检出能力的不足[15]。目前我国大部分法医毒物学实验室的方法体系中均未包含筛选分析方法，尚未建立未知毒物毒品的系统分析方法体系，部分已建方法也未达到国际同行公认和互认的要求。

2 体内代谢规律及代谢组学研究进展

2.1 体内代谢规律研究进展

开展体内代谢规律研究是确定有毒物质毒理、毒性的重要方法。目前，在毒物研究方面，国内外学者已经开展了不同毒物在生物体内的吸收、分布、生物转化和排泄等动态规律特征的探索。毒物在体内代谢规律研究方面，虽然国内起步较晚，开展也不全面，但是对一些毒物体内代谢规律的研究已取得了一系列的成果。例如，王朝虹等人在乌头属类生物碱的药代动力学及乌头属植物指纹图谱的系列研究中，已明确了乌头属类生物碱在生物体内的吸收、分布、代谢、排泄规律，并获得了治疗量、中毒量和中毒致死量等基础数据[16-17]。然而，由于每年新增毒物种类繁多，药理药效不同，对其体内代谢规律仍不明确等情况，仍需进一步采用药物代谢动力学方法，开展毒物体内代谢规律的研究，以定量揭示不同毒物种类在体内的吸收、分布、生物转化和排泄等特征，为毒物中毒致死案件检验和相关检测产品研发提供科学依据。

2.2 代谢组学研究进展

代谢组学是继基因组学和蛋白质组学之后新近发展起来的一门学科，是系统生物学的重要组成部分，其发展迅速并渗透到疾病诊断、医药研发、营养食品科学、毒理学、环境学、法医学、植物学等与人类健康维护密切相关的领域[18-22]。当毒物进入生物体后，生物体自有的代谢机制会发生变化，代谢产物也随之变化，而这种变化具有一定的规律性和稳定性，因此代谢组学对法医毒理学研究具有重要价值，可广泛应用于毒（药）物的毒性评价、作用机制、靶器官及其生物标志物和滥用药物成瘾等方面的研究。 Tsai等[23]和Blasco等[24]采用代谢组学方法对环境中有机污染物的毒性作用机制进行了系统研究。国内彭双清等[25]利用基于核磁共振（NMR）的代谢组学技术，对异烟肼和利福平联合作用所导致的肝毒性进行了详尽研究，根据不同的代谢表型区分出了不同药物的毒性作用机制。

3 死后体内动力学研究进展

近年来的一系列科学研究表明，大多毒（药）物在尸体内会出现死后再分布现象。目前一般认为针对大剂量毒物中毒致死案件，死后毒物再分布对中毒结论的判定并不会产生影响；而对一些中毒量与致死量接近的中毒案例，特别是疑似药物过量致死的案例，则应注意死后再分布现象可能导致的差异[26]。贠克明等人[27]就我国高发中毒毒物的法医毒物动力学开展了系列研究，包括法医毒物的毒物动力学、死后分布，动态分布、死后再分布、死后弥散、毒物分解动力学等项目，并首次提出了法医毒理学新的分支学科-法医毒物动力学。然而，法医毒物动力学研究中除毒物动力学研究模型目前较成熟外，其它如死后分布、动态分布、死后再分布、死后弥散、尸体、检材和自然环境中分解动力学的研究则尚无一个公认的研究动物模型。为此，必须首先制定动物模型标准以使研究进一步规范化。法医毒物动力学研究目前除个别中毒死亡案件的资料外，其余结果均来自于动物实验研究，如何将该研究成果应用于实际鉴定仍是一个难题。

4 毒物毒品检测探测技术研究进展

4.1 毒物毒品检测技术研究进展

随着每年因误服、自杀、投毒等引发的中毒案（事）件逐渐增多，涉及到的毒物种类不断增长，检测技术与方法需要不断更新和完善。由于中毒案件的检材基质比较复杂，除胃内容物、血、尿等大体积检材外，伴随检测技术水平的不断提升，组织脏器、毛发、指甲、唾液、玻璃体液等复杂、微量检材也逐步受到重视并逐渐显示出重要的检测应用价值。因此，在法医毒物学领域，检材的前处理技术在毒物分析中起着至关重要的作用[28]。目前，国内外针对前处理方法的研究主要集中于：针对毒物理化性质和检材特点的样品处理方法研究；建立适用于各类毒物及其代谢物并适用于系统筛查分析检验的较宽范围的样品前处理方法；减少样本体积、缩短分析检验时间、减少有机溶剂用量、提高萃取效率的新技术、新方法研究；检材样本前处理的自动化及在线技术研究等。当前，分析化学领域新技术、新方法研究以及仪器设备的快速发展，多维色谱、色谱/质谱、光谱/质谱、多级质谱、高分辨质谱联用等一大批新技术正在法医毒物鉴定分析中发挥着越来越重要的作用[29]。

4.2 毒物毒品探测技术研究进展

在毒物毒品探测检测产品设备方面，目前主要涉及化学显色技术、免疫检测技术、离子迁移谱技术、红外光谱技术、拉曼光谱技术、微流控芯片技术、分子印迹表面等离子共振波技术、太赫兹技术和分析仪器微型化等手段。当前，由于化学检测技术的灵敏度较低、专一性较差，该技术正逐渐被免疫检测技术取代。在我国，免疫检测技术和离子迁移谱探测技术研究与应用较好，与国外相关产品发展进度相当，但仍需不断增加检测目标物种类，提高检测准确度和灵敏度，以实现此类产品和设备的全面国产化。对于红外光谱技术和拉曼光谱技术，国外近年已有商品化的手持式小型设备上市，我国在这一领域的研究尚属空白。对于微流控芯片技术[30]、分子印迹表面等离子共振波技术[31]、太赫兹技术和分析仪器微型化[32]，国内外大多处于实验室研究阶段，尚未有商品化的产品和设备上市。

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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：杜鸿雁, 杨智，刘博，等.国内外法医毒物学研究进展及发展趋势[J]. 刑事技术，2016,41(5):357-360.

10.16467/j.1008-3650.2016.05.003

中国工程院咨询研究项目（2014-XY-25）

杜鸿雁（1980—），女，山西太谷人，博士，副研究员，研究方向为毒物检验技术。E-mail:dhymfh@sina.com