脑组织与其相关分析推断死亡时间的研究进展

推断死后间隔时间(postmortem interval, PMI)一直是法医学鉴定中需要解决的重要问题之一。可用于推断PMI的尸体检材有很多种,脑组织因其独特的解剖学位置与生理功能,是推断PMI的重要检材之一。本文从三个方面将根据脑组织推断PMI的方法进行综述,包括了通过脑组织的温度、形态特点等尸体现象推断PMI;通过死后脑脊液、脑组织的成分,如简单元素、小分子物质、蛋白质、DNA、RNA变化规律等生化改变推断PMI;通过脑组织、硬脑膜的生物力学特征、电学特性等物理特征推断PMI。虽然根据脑组织推断PMI的研究取得了较好的成果,但是由于PMI受到多种因素的影响,应用时仍需结合现场环境、案情等运用多种指标综合判断。本文综述了根据脑组织推断PMI的方法,旨在为法医学PMI推断提供参考。     

玻璃体液推断死亡时间的研究进展

死亡时间(postmortem interval,PMI)推断是法医学领域最具挑战性的问题之一。玻璃体液一直是法医病理学用于PMI推断和死后化学物质分析的热点之一。本文从玻璃体液与其他常见体液的比较、温度对玻璃体液的影响、玻璃体液检测方法及数据拟合方法等方面进行综述,以期为利用玻璃体液推断死亡时间提供新的思路。     

不同温度下大鼠脑组织RNA降解与早期PMI的相关性

目的探讨大鼠脑组织8种RNA指标,在不同温度下的表达水平与早期死亡时间(PMI)的相关性。方法将222只SD大鼠随机分为对照组(死后0 h)和4个实验组,实验组断颈处死后分别置于5℃、15℃、25℃和35℃的环境中,于死后1~24 h内9个时间点提取脑组织RNA,利用实时荧光定量PCR技术检测8种RNA指标(β-actin、GAPDH、RPS29、18S rRNA、5S rRNA、U6 snRNA、miRNA-9及mi RNA-125b)的表达水平,ge Norm软件选取合适内参,SPSS软件对内参标准化RNA指标进行回归分析,R软件构建推断PMI的数学模型,另选6只已知PMI的SD大鼠予以验证。结果 5S rRNA、miR-9和mi R-125b表达稳定,可作为内参指标。β-actin和GAPDH具有良好的时序性降解规律,在24 h内随PMI延长不断降解。R软件拟合得ΔCt值随PMI和温度变化的数学模型可用以推断PMI。运用β-actin和GAPDH验证模型的平均误差率分别为14.1%和22.2%。结论β-actin和GAPDH表达水平与PMI和环境温度相关性良好。本研究建立的数学模型可为温度变化条件下的早期PMI推断提供参考。     

混合效应模型在玻璃体液推断死亡时间中的应用

目的通过检测不同温度下家兔尸体玻璃体液内K~+、Mg~(2+)浓度随PMI的变化规律,探索应用混合效应模型推断死亡时间(postmortem interval,PMI)的可行性。方法家兔处死后分别置于5℃、15℃、25℃和35℃温度下保存,在0~120h内每12h双眼交替微量提取玻璃体液80~100μL。应用生化免疫分析仪检测玻璃体液中K~+、Mg~(2+)的浓度。应用混合效应模型进行分析拟合,建立PMI推断方程。使用放置于10℃、20℃、30℃温度下均经过20、40、65h的样本检测数据对PMI推断方程进行验证。结果各温度(y)下家兔玻璃体液中K~+、Mg~(2+)浓度[f(x,y)]随PMI(x)延长均呈上升趋势。在5℃~35℃,PMI及温度拟合的K~+、Mg~(2+)浓度方程分别为:f_(K~+)(x,y)=3.413 0+0.309 2 x+0.337 6 y+0.010 83 xy-0.00247x~2(P0.000 1);f_(Mg~(2+))(x,y)=0.745 6+0.006432 x+0.0338y(P0.000 1)。经验证,PMI为0~40 h时,K~+、Mg~(2+)浓度推断PMI的偏离时间均在10 h以内;PMI为40~65 h时,偏离时间在21h以内。结论在5℃~35℃的环境温度区间内,利用混合效应模型拟合的方法可实现利用温度和玻璃体液物质浓度双参数推断PMI,将为解决玻璃体液化学物质在PMI推断中的实际应用提供新方法。     

早期死亡时间研究进展

死亡时间(postmortem interval,PMI)推断是法医病理学研究的重点内容。近些年,利用尸温、玻璃体液成分、早期尸体现象以及生化指标等推断早期PMI的有关研究在认识、数据和方法上取得了新进展,本文加以综述以供参考。     

人体脑组织RNA表达水平与早期PMI的相关性

目的探讨人体脑组织多种RNA指标的表达水平与早期死亡时间(PMI)的相关性。方法选取12例已知PMI(4.3~22.5 h)的个体,提取脑组织总RNA。选取8种常用RNA指标(β-actin、GAPDH、RPS29、18S rRNA、5S rRNA、U6 snRNA、miRNA-9、miRNA-125b),通过实时荧光定量PCR技术检测其在脑组织中的表达水平。运用geNorm软件筛选早期PMI表达稳定的内参指标,并分析其表达水平与相关因素(年龄、性别、死亡原因)的关系。运用R软件将内参标准化的RNA指标代入前期研究建立的数学模型推断PMI,计算推断PMI的误差率以验证模型精确性。结果 5S rRNA、miRNA-9和miRNA-125b表达稳定,其表达水平与年龄、性别、死亡原因无关。利用β-actin推断PMI的误差率为24.6%,GAPDH为41.0%。结论 5S rRNA、miRNA-9和miRNA-125b在死亡早期表达稳定,适合作为人体脑组织的内参指标。β-actin表达水平与PMI相关性良好,有望成为推测早期PMI的辅助指标。     

磁共振波谱技术推测不同温度下的死亡时间

目的利用单体素质子磁共振波谱技术推断不同温度下的死亡时间(postmortem interval,PMI),探讨不受外界环境温度影响下推断PMI的可行性。方法选取24只白兔,分为A组(10℃)、B组(30℃),利用磁共振单体素波谱测定死后0.5、1、2、4、6、8、12、16和24h脑内N-乙酰天冬氨酸(N-acetyl-aspartate,Naa)、胆碱复合物(Choline,Cho)、磷酸肌酸和肌酸(phosphocreatine and creatine,Cr)峰下面积(相对含量)及各代谢物之间相对含量的比值。结果在死后24h内Naa和Cr峰下面积随PMI的延长而减少,Naa/Cr、Cho/Cr随PMI的延长而降低。回归分析:自变量为Naa/Cr的二次多项式方程为:y=0.0019x2-0.803x 1.4498(R2=0.962);自变量为Cho/Cr的二次多项式方程为:y=-0.0024x2 0.926x 1.1777(R2=0.986)。用Naa/Cr的方程推测PMI,当PMI<24h时,平均偏离时间为2.10～37.90min,用Cho/Cr的方程推测PMI,当PMI<24h时,平均偏离时间为1.69～40.87min。结论Naa/Cr、Cho/Cr的死后变化与时间呈强相关性且受环境温度影响不大,可用于不同温度下PMI推断。     

利用人体标本进行死亡时间推断的研究现状

死亡时间(PMI)推断具有重要的法医学意义,但尚无可以应用在实践领域的PMI推断方法。本文从PMI推断的实践应用角度出发,从脏器、骨骼、骨骼肌、牙齿、牙龈以及大体观、毛发、皮肤和血液等角度,对利用人体标本进行死亡时间推断的研究现状进行了综述。希望对我国开展人体标本的PMI推断实践研究提供借鉴。     

大鼠骨骼肌新鲜度指标与早期死亡时间关系

目的计算不同时间大鼠骨骼肌新鲜度指标(K值、K₁值、K₀值、H值、P值、G值和IMP比例)变化规律,研究其与早期PMI的关系,筛选出最优评价指标,用于早期PMI推断。方法SD大鼠处死后,保存在20℃恒温条件下,于死后即刻(0h)、4h、8h、16h、24h、32h和48h提取大鼠双后腿骨骼肌,利用高效液相色谱仪测定ATP相关代谢产物(ATP,ADP,AMP,IMP,Ino,Hx),计算其肌肉组织的K值、K1值、K0值、H值、P值、G值和IMP比例,并建立与PMI关系的相关回归方程。结果随PMI推移,IMP比例呈现下降趋势,K值、K₁值、K₀值、P值、G值和H值逐渐增加。7种新鲜度指标均可用于早期PMI推断(R²=0.922-0.971,P<0.01),其中H值与PMI相关系数最高、曲线拟合关系最好(R²=0.971)。结论测定尸体肌肉组织新鲜度指标有望成为法医实践中PMI推断的有效方法,其H值为最优早期PMI推断指标。     

家兔玻璃体液HBDH、LDH活性变化与PMI相关性的研究

目的 寻找一种推断PMI的新方法。方法 应用全自动生化检测仪(用比色法)检测家兔死后0-54小时玻璃体液内羟丁酸脱氢酶(HBDH)、乳酸脱氢酶(LDH)在两组温度下(25-30℃:10-15℃)的失活情况。结果 两种酶的活性在死后一定时间内各出现一个平台期,平台期后两酶的活性迅速下降,低温组在死亡54小时后活性几乎为零,高温组在死亡48小时后活性几乎为零。经统计学分析得知死后两种酶活性与PMI之间有显著的负相关性(P<0.05)。结论 在0-54小时内依据其各自的回归方程将可以大致地推断PMI,依据两种酶活性的多元回归方程可以较准确地推断PMI。     

肋软骨及牙髓细胞DNA含量与PMI的相关性

目的探讨人死后肋软骨及牙髓细胞平均DNA含量与死亡时间(PMI)的相关性,寻求推断PMI的新方法。方法应用细胞图像分析技术分析高温(30～35℃)及低温(15～20℃)环境下人死后0～15d两种组织细胞平均DNA含量的降解情况。结果两种组织细胞平均DNA含量随死后时间的延长而逐步降解,其中低温组牙髓细胞平均DNA含量的降解在死后0～4d内有一个降解平台期。统计分析两组温度下两种组织细胞平均DNA含量与PMI有显著的负相关性(P<0.01)。结论依据两种组织细胞平均DNA含量的降解可进行PMI推断。     

傅里叶变换红外光谱技术在死亡时间推断中的运用

死亡时间(postmortem interval,PMI)推断是命案现场首先要解决的重要问题之一,因此法医学者运用了大量的技术和统计学方法试图精确推断PMI.由于PMI推断受到外部、内部、死亡前和死亡后等多种因素影响,既往多种方法均存在局限性.傅里叶变换红外(Fourier transform infrared,FTIR)光谱技术已应用于蛋白质、核酸、碳水化合物的纯品物质研究上,近年来也被广泛用于研究复杂的细胞和组织.功能强大的计算机软件可以对光谱变换、平滑、基线校正、归一化等进行处理,使FTIR光谱仪对样本的定量研究成为可能,并从分析化学领域推广到生物学和临床医学研究.本文综述了FTIR光谱原理及其在生物医学中的应用,并着重阐述死后尸体组织的FTIR光谱学变化及在PMI推断中的应用价值.     

猪眼房水中K＋、Na＋质量浓度与死亡时间的关系

目的 探讨房水中K+、Na+质量浓度与死亡时间(postmortem interval,PMI)的关系. 方法 利用Z-500原子吸收分光光度计检测在4℃、28℃下猪死后48h内眼房水中的K+、Na+质量浓度. 结果 4℃温度下,死后48h猪眼房水中K+、Na+质量浓度与PMI相关.推定方程为PMI=-0.178[K+]2+49.978(R2=0.995).PMI=120.987/[Na+/K+]-28.834(R2=0.905). 结论 房水中K+质量浓度变化可作为推断低温环境下尸体PMI的参考指标之一.     

利用不同温度下人肝细胞DNA降解参数推断早期PMI

目的对不同温度下人体肝细胞DNA降解状态进行多参数定量分析,得出温度相关的多元回归方程。方法选取13例已知PMI的人体离体肝脏,在死后13～34h内,分别在10℃、20℃及30℃条件下,每隔1h取材,进行细胞学涂片,Feulgen-Vans染色,选用图像分析系统检测几何参数（ID）及灰度参数（AOD）指标,对不同温度的检测指标进行多元回归分析,得出相应的回归方程。结果温度相关的肝细胞DNA降解推断死亡时间的回归方程：Y=25.789-0.656XT-41.958XAOD＋3.262XID（XT=10,20,30）。结论温度及反映DNA含量的各个参数与PMI存在较强的相关性,可以将温度作为参数引入方程用于推断PMI。     

基于眼组织结构的死亡时间推断研究进展

死亡时间(postmortem interval,PMI)推断是法医病理学研究的重点与热点问题。近年来,国内外学者利用眼组织推断PMI取得了一定进展,机体死后眼角膜、房水、虹膜、晶状体、玻璃体液、视网膜等改变均呈现与PMI高度相关的时序性变化规律。本文基于眼组织不同结构死后形态学、生物化学、分子学、遗传物质改变等方面,对PMI推断研究进展进行了综述,对存在的问题及发展趋势进行探讨。     

利用猪胸主动脉生物力学性能时序性变化推断死亡时间

目的观察分析家猪尸体胸主动脉生物力学性状指标的变化规律,探讨其在死亡时间(PMI)推断中的应用价值。方法采集180根家猪的主动脉,在恒定温度、湿度下,于2～230h之间每间隔12h设置1个取检材时间点组;各组主动脉检材用电子万能材料试验机拉伸检测极限载荷、极限载荷变形、平均力、应力、应变,宽度和厚度等生物力学参数指标;应用多元逐步回归方法进行统计学分析。结果家猪死后230h内,随PMI延长,胸主动脉大体观呈自溶腐败性变色、瘫软、液化趋势。生物力学参数指标中,极限载荷、平均力和应力呈随PMI延长呈明显下降趋势,PMI间隔24h组间比较差异性均有统计学意义(P<0.05),校正决定系数分别为0.923、0.806、0.867,估计标准误差分别为±18.39h、±29.88h、±24.58h,PMI间隔24h组间比较差异性均有统计学意义(P<0.05),其它指标与PMI之间相关性不显著均P>0.05。结论死后230h内家猪胸主动脉的极限载荷、平均力和应力的死后时序性变化,与PMI呈明显的负相关性,可用于PMI推断,其中极限载荷效果最佳。     

兔死后晶状体赤道部形状时序性变化规律研究

目的探讨应用数字图像分析技术量化分析个体死后晶状体赤道部形状时序性变化规律的可行性,为利用眼组织推断死亡时间(postmortem interval, PMI)提供一种补充手段。方法建立兔空气栓塞死亡模型。在22±1℃、30%相对湿度室内,于兔死后96 h内每隔6 h分离晶状体,应用智能手机结合简易光源装置采集晶状体赤道部图像,基于Matlab软件设计相关程序代码,分割赤道部图像并提取赤道部边缘周长、面积及圆形度3项形状特征数值,建立PMI推断线性回归模型。结果兔死后96 h内,晶状体赤道部边缘周长、面积随PMI呈先上升后下降趋势,而圆形度随PMI呈线性上升趋势。建立的3项参数与PMI的线性回归模型均具有显著统计学意义(P0.05),且利用圆形度推断PMI的线性回归模型决定系数最高(R~2=0.925)。结论个体死后晶状体赤道部形状变化呈一定时间规律性。研究建立的晶状体赤道部数字图像分析方法及指标为客观、量化推断PMI提供参考依据。     

家猪死后脑组织GC-MS检测和死亡时间推断的研究

目的利用GC-MS检测死后家猪脑组织的代谢产物,推断死亡时间。方法成年家猪大脑,置于25℃、75%RH的人工气候箱中,于0 h-84 h内,每间隔6 h取材,GC-MS检测各时间点脑组织代谢物变化。结果PCA显示:平台期和窗口期的时间组彼此分开。建立PLS模型,通过VIP> 1且Kruskal-Wallis检验(P <0.05)筛选出18种重要的代谢物,线性回归模型和参数检验均有统计学意义。多元回归方程为:Y_(PMI)=6.610+16.29X_(十八烷酸)+14.56X_(5-氨基缬草酸)+5.517X_(丙氨酸)(R~2=0.909、SE=6.323)或Y_(PMI)=15.78+9.690 X_(5-氨基缬草酸)+86.45X_(亮氨酸)-82.35X_(甘氨酸)(R~2=0.952、SE=4.271)。结论 GC-MS检测出家猪死后脑组织的多种产物与PMI存在显著相关性,证实了其理论和技术推断PMI的可行性。综合多指标多元逐步回归分析和PLS-DA等多元模式分析方法建立PMI推断模型,可提高推断模型的准确性和精确度。     

大鼠死后肌肉电导率与腐败程度的关系

目的分析大鼠死后肌肉电导率(electrical conductivity,EC)、肉类食品腐败程度指标挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)与死亡时间(postmortem interval,PMI)的关系,探讨EC作为尸体肌肉腐败程度评价指标的可行性,为该法用于PMI推断奠定理论基础。方法健康SD大鼠颈椎脱臼处死后,保存在28℃环境中,于死后不同时间点提取大鼠后肢肌肉组织,用去离子水制成质量浓度为0.1 g/m L的肌肉浸渍液,并测量所得浸渍液的EC值和TVB-N含量。分析EC(x_1)与TVB-N(x_2)的相关性,建立二者关系的回归方程;分析两指标与PMI的相关性,并分别建立两指标与PMI(y)关系的回归方程。结果肌肉浸渍液EC、TVB-N随PMI的变化曲线走势基本相同;EC与TVB-N呈显著直线正相关,回归方程为x_2=0.14 x1-164.91(R~2=0.982);EC、TVB-N与PMI显著相关,回归方程分别为y=19.38 x_1~3-370.68 x_1~2+2 526.03 x1-717.06(R~2=0.994),y=2.56 x_2~3-48.39 x_2~2+330.60 x_2-255.04(R2=0.997)。结论大鼠死后肌肉EC与TVB-N变化趋势一致,可以作为反映尸体肌肉腐败程度的指标,为腐败尸体PMI推断的相关研究提供方法。     

大数据与人工智能：死后间隔时间推断的新视野

死后间隔时间(postmortem interval,PMI)推断是法医学实践的核心问题之一。尸体腐败过程可产生大量时间依赖性参数,而现有的任一传统PMI推断方法均无法实现对此类多维度数据全面有效的分析和利用。作为近年来快速发展的信息技术,人工智能(artificial intelligence,AI)在大数据处理方面具有综合、高效、自动化的显著优势,部分学者已将其引入PMI推断研究,展现了其明显优于传统方法的准确性和发展前景。本文将对大数据及AI在PMI推断中应用的意义、模式及研究成果进行综述,并对后续研究提出建议与展望。