水中尸体死后淹没时间推断研究进展

（中国医科大学法医学院，辽宁 沈阳 110122）

死亡时间（time of death）或称死后间隔时间（postmortem interval，PMI），指机体死后经历时间，即检验尸体时距死亡发生时的时间间隔。死亡时间推断是法医学尸体检验和命案现场勘验的任务之一，对于明确犯罪嫌疑人作案时间、确定侦查范围、甄别重点嫌疑人等发挥了重要作用[1]。尸体死后淹没时间（postmortem submersion interval，PMSI）指水中尸体从入水到被发现所经历的时间。人类尸体可在各种水环境中被发现，据世界卫生组织2020年2月发布的统计数据报道，全球范围内每年约32万人因溺水而死亡，溺死是造成人群意外伤害死亡的第三大原因，占所有伤害相关死亡的7%[2]。然而，水中尸体的腐败较陆地更为复杂，受到尸体自身和环境因素的双重影响。环境因素包括水流、水深、潮汐等水文因素，以及水温、溶解氧、酸碱度、盐度等水体理化因素。环境因素还包括昆虫和食肉动物的活动对尸体的影响[3-5]。这些因素的存在都增加了准确推断PMSI的难度。

一般来说，推断早期死亡时间主要依赖尸冷、尸斑、尸僵等各种尸体现象的评估，并结合尸温的多种计算公式，最终得到比较准确的死亡时间。然而由于水中尸体特殊的保存环境，一些传统的死亡时间推断方法不再适用。例如，受水流浮力影响，水中尸体的尸斑和尸僵往往出现较晚，甚至表现不明显。此外，受水体和水温的影响，角膜混浊的变化时间也相对延长[6]。上述推断陆地尸体死亡时间的方法受特殊环境限制，难以应用于水中尸体[7]。因此，如何准确推断PMSI一直是法医学研究的热点和难点。多年来，国内外法庭科学工作者研究并提出了许多与PMSI变化规律相关的指标，本文对近年来国内外相关研究进展进行综述，以期为实际工作中的PMSI推断提供一定参考。

1 根据尸体现象推断PMSI

1.1 根据腐败分期推断

近年来，法医工作者一直在研究通过对水中尸体的腐败程度进行评分来推断PMSI的方法，并且提出了累积日度（accumulated degree day，ADD）这一概念，通过将腐败分值与ADD联用进行PMSI推断。ADD是尸体在水环境中日平均水温的总和，主要反映软组织分解过程中产生生物化学反应所需的热能总和[8]。ADLAM等[9]指出，当等量的热能进入尸体时，预计会产生相同程度的分解反应。通过计算ADD，可以进行不同水温环境的对比研究[10]。2005年，MEGYESI等[8]提出总体腐败分值（total decomposition score，TDS）这一评估体系，将陆地尸体遗骸腐败程度分为新鲜、早期、晚期及白骨化四大类，并认为这一指标与ADD均可用于推断死亡时间。在此基础上，HEATON等[11]提出了总体水中腐败分值（total aquatic decomposition score，TADS）并建立了TADS与ADD之间的回归方程［TADS=-3.706+7.778 log10ADD（R2=0.77）］，可利用该方程进行PMSI推断。2014年，DE DONNO等[12]通过研究海水中68具人类尸体资料，验证了该方程在推测PMSI时具有一定的参考价值，但对于PMSI>30d的尸体，模型准确度有所下降。2017年，VAN DAALEN等[13]在TADS的基础上将各部位腐败分值简化至6个，提出了水中腐败评分（aquatic decomposition scoring，ADS）方法。2018年，同一研究团队证实了ADS与ADD联合使用可以比较准确地推断淡水中尸体的PMSI[14]。

目前使用尸体腐败现象推断PMSI主要有以下几点局限性：（1）腐败分值的评定除了客观腐败指标外，还受到法医主观因素的影响；（2）腐败分期的建立多由动物模型建立，如猪或者羊的水中尸体，与人尸体存在一定差异；（3）水中尸体有时受到潮汐影响，可能存在部分时间在水中腐败、部分时间在空气中腐败的情况。这些问题的解决依赖于对评分系统的进一步细化和累积更多的实际案例进行统计处理。

我国法医工作者也根据水中尸体腐败现象总结了相关规律。2012年，吴玉锋等[15]收集了2004—2011年勘验的晚期型尸体49例，根据尸体表现出的不同程度晚期死后变化的形态特征推断了18具溺水尸体的PMSI，取得了良好的效果。2013年，周国平[16]将20年来150具有明确PMSI的溺死尸体作为研究样本，对不同气温条件和PMSI的溺死尸体的形态改变进行了细致的观察（其中形态改变包括手指、脚趾、手掌、足皮肤颜色，角膜浑浊程度，腹部尸绿出现时间，颜面腐败征象，表皮、头发脱落出现时间，尸蜡出现时间等），并且列出了不同形态改变在不同温度下所需的时间，该方法应用于实际检案推断PMSI时获得了满意效果。

1.2 根据尸蜡形成程度推断

尸蜡是指尸体长期被埋于湿土或浸于水中，腐败进展缓慢甚至停止，皮下及脂肪组织因皂化或氢化作用形成灰白色或黄白色蜡样物质，使尸体部分或全部被保存[6]。尸蜡的形成受环境和尸体状态等因素的影响，水中尸体的尸蜡现象与陆地尸体的尸蜡现象具有相似之处，但该尸体现象出现的时间点及进展速度却不尽相同。因此，近年来亦有大量文献报道利用水中尸体尸蜡的形成程度对PMSI进行推断并探究两者之间可能存在的相关关系。其中，利用尸体中脂质降解与脂肪酸形成过程对水中尸体PMSI进行推断的研究较为普遍，如2001年YAN等[17]将猪尸体分别浸没在蒸馏水、氯化水和盐水中，每2周取皮下脂肪降解产生的新鲜标本，持续10周，并进行液相色谱分析，将水解脂肪酸消失的比例与死后羟基硬脂酸和氧代硬脂酸的形成相关联，开发了一种简单的定量分析方法，该方法可较为准确地推断水中尸体的PMSI。2011年FORBES等[18]研究了加拿大安大略湖冰冷的淡水中尸蜡形成的化学过程，用漫反射红外傅里叶变换光谱法分析，以提供脂质降解和脂肪酸形成过程的定性分布，进而推断PMSI。2012年，NOTTER等[19]监测了水中猪尸体尸蜡的形成速率，使用气相色谱质谱法测定尸蜡的脂肪酸组成，并通过脂肪酸浓度的变化估计不同环境中尸蜡的形成程度。该研究还评价了各种服装材料类型对尸蜡形成过程的影响。然而，上述模型与人体之间存在一定差异，对实际应用的指导具有一定的局限性。近年来，随着检测手段的不断进步及多学科领域的融合与发展，不断有新的针对水中尸体PMSI的推断方法被提出，如2016年JOPP-VAN WELL等[20]通过比较放射性碳数据和文献中尸蜡保存的指标评估了水中白骨化尸体的PMSI。2018年，杨亮等[21]结合尸蜡形成情况和衣着、气象条件等因素，确定了2例水中尸体的PMSI。由于水中尸体尸蜡的形成受多种因素的影响，因此，尽管不断有更先进的基于尸蜡的PMSI推断方法被提出，但开发更准确、快速、方便的检测手段以及建立具有普适性的评价指标仍是该领域的重中之重。

1.3 根据尸温推断

尸温推断是早期死亡时间推断的经典方法。2007年，BACCINO等[22]利用猪模型研究了脑和鼓膜在水中冷却与在空气中冷却的关系，结果表明，在空气和水中的冷却曲线几乎呈指数关系，但是水中的冷却速度比空气中更快，这项研究可能为水中浸没尸体的PMSI推断提供非常有价值的参考。

2 基于法医昆虫学和水生生物推断PMSI

2.1 根据昆虫发育推断

法医昆虫学（forensic entomology）是节肢动物科学和法医学广泛结合并相互影响的一门交叉学科，在应用中常涉及刑事、民事、行政案件[23]。水中尸体浮出水面后，陆生尸食性昆虫可在尸体露出水面部分活动。然而，水流的冲击及天气情况的干扰会影响陆生尸食性昆虫成虫定殖，同时也干扰其蝇类幼虫发育，故在实际案件中较难收集到完整的昆虫学数据。相较取食尸体并在尸体上产卵、生长发育的陆生尸食性昆虫，水环境中没有专性尸食性昆虫，水生昆虫主要将尸体作为庇护所或取食尸体上生长的藻类、生物膜，即使水生昆虫取食尸体也是偶然事件[3，24]。多年来，法医昆虫学家应用相关知识推断PMSI取得了一定的成果。2011年，BARRIOS等[25]首次尝试用猪尸体模型研究两种淡水生态系统（湖泊和溪流）中与尸体分解不同阶段相关的昆虫演替规律，研究了尸体不同分解阶段鞘翅目、双翅目、蜻蜓目和蚋属的演替规律。2013年，GARCÍA-ROJO等[26]的研究着重于在相对封闭并黑暗的水箱中发现的部分浸没的尸体，通过建立数学模型估算水箱中的温度变化，同时通过麻蝇、丽蝇等双翅目昆虫的发育情况推断最短PMSI。但是昆虫幼虫的生长和存活很大程度受到环境温度和光照的影响，这带来了很大的不确定性，限制了利用昆虫发育推断PMSI的应用。

2.2 根据微生物演替规律推断

生物膜（biofilm）是指附着于水中尸体体表，由胞外聚合物（extracellular polymeric substance，EPS）包裹的具有三维结构的微生物群体，包括细菌、真菌、藻类和原生动物[3，27]。可利用生物膜内微生物群落的演替规律推断PMSI。由于宏基因组自身的数据统计建模优势以及近年来不断提高的计算能力，使其得以更加广泛地应用于表征微生物群落在时间和空间上演替规律的研究[28]。许多法医物证学家研究了陆地尸体组织的微生物演替情况[29]。对于水中尸体，2011年DICKSON等[30]将猪的残骸分别在秋、冬季节淹没于海水中，并定期取样以记录猪残骸体表微生物群落的构成随时间的变化，结果表明，腐生海洋细菌在分解哺乳动物遗骸上的集群化和演替可以作为推断PMSI的新工具。2015年，BENBOW等[28]描述了脊椎动物遗骸上坏死细菌群落的鉴定和演替，用454焦磷酸测序技术对细菌群落进行了表征，并进行了种系分析，结果表明，生物膜细菌群落变化规律研究将是未来研究的一个良好开端，可以更全面地探索水生微生物群落在法医学中的应用。然而，微生物群落受到地理区域、季节以及土壤覆盖情况的影响，因此可能制约其在法医调查中的普适性。

2.3 根据其他水生动植物推断

除了利用昆虫生长情况之外，其他水生生物如甲壳类和藻类的定植生长也同样可以用于PMSI推断。2019年，PIRTLE等[31]利用一种甲壳类生物藤壶在不同质地鞋子上的生长情况来推断浸没遗骸的PMSI，在30 d的时间内所有参与实验的128只鞋子上都发现了藤壶。藤壶能够在浮动和浸没的遗骸中定植，其生长速度取决于温度。2015年，MAGNI等[32]利用该方法成功评估了在意大利卡拉布里亚地区一具尸体的PMSI。

明确尸体上已知生长阶段的藻类或其他水生植物所需的生长时间，也可用于推断PMSI。2004年，HAEFNER等[33]将藻类生长率作为推断PMSI的指标，研究了溪流中猪尸体的分解情况。ZIMMERMAN等[34]基于藻类多样性确定仔猪的PMSI，其将仔猪和瓷砖浸没在咸水池中并定期取样以记录藻类多样性与分解阶段之间的连续性，观察到仔猪基质上发现的藻类多样性与时间之间存在强相关性。2013年，ROHNER等[35]评估了利用藻类推断PMSI的潜力，结果发现，由于无法确定外部因素如何影响人体皮肤上的藻类生长，藻类在浸没尸体上的存在仍然仅用于推断孤立案例中的PMSI。

3 根据理化方法推断PMSI

3.1 根据尸体生物化学指标变化规律推断

学者们对死后不同组织和体液中电解质离子浓度的变化情况进行了研究，发现了可以推断PMSI的规律。2012年，PÉREZ-CÁRCELES等[36]通过分析几种血清生化标志物以评估溺死（海水和淡水）案例中微量元素的水平及其与年龄、性别和PMSI的相关性。此外，ZILG等[37]对PMSI及眼内钠离子（Na+）水平之间的关系进行了研究，结果表明，在淡水溺死的情况下，受到眼组织与周围水环境之间扩散作用的影响，玻璃体液中Na+水平降低，且Na+水平的降低与PMSI相关。2018年，TSE等[38]将牛眼球随机分为两组（浸入盐水组和对照组），在1、2、4和6h后测量每组眼球玻璃体液中Na+、氯离子（Cl-）和镁离子（Mg2+）的浓度，结果表明，对照组眼球中Na+、Cl-和Mg2+的浓度随着浸泡时间的延长轻微下降，盐水组眼球中Na+、Cl-和Mg2+的浓度在浸泡后期会随着浸泡时间的延长呈线性增长。上述研究结果表明，利用机体死后组织中不同离子的浓度推断早期PMSI尚且可行，其为在高电解质含量水域中溺死者PMSI的推断提供了一种潜在方法。

3.2 根据其他理化指标推断

我国学者亦研究了多种适于PMSI推断的潜在理化指标。卜俊等[39-40]通过豚鼠溺死模型探讨了水中尸体乙醇和正丙醇的生成规律，建立了随着PMSI延长各器官内乙醇和正丙醇的生成曲线，可能作为推断溺死时间的指标。唐谷等[41]探讨了水中尸体软组织生物力学性状的时序性变化用于PMSI推断，应用万能材料试验机检测水中大鼠尸体各组织的极限载荷、应变、最大应力等生物力学参数，结果表明，水中尸体软组织生物力学性状的时序性变化与PMSI之间存在一定的相关性。李宗会等[42]将山羊作为实验动物分为陆地组和水中溺死组，用自行研制的“腐败气压测定仪”定时系统测量动物尸体腹腔内的腐败气压，总结尸体腹腔内腐败气压的发展变化规律，并据此建立通过测量腹腔腐败气压推断PMSI的方法。以上指标多是建立于动物模型的实验研究，尚需要更多实际解剖案例的数据支撑。

4 总 结

水中尸体的PMSI推断作为法医学的重点和难点问题，值得各国法医学工作者深入研究。随着代谢组学、微生物组学、蛋白质组学和脂质组学的发展，必将筛选出更多与PMSI具有规律性及时序性变化的指标，系统化的研究将更加有助于准确推断尸体PMSI，为案件侦破提供有价值的参考依据。