溺死尸体器官硅藻检出率季节性差异

杜 宇，蔡洪洋，周 哲，李鹏飞，庞宜婧

（1.中国刑事警察学院 法医系,辽宁 沈阳 110035；2.沈阳市公安局 铁西分局,辽宁 沈阳 110023；3.沈阳市公安局 交警支队,辽宁 沈阳 110041）

硅藻检验在诊断溺死的作用中一直存在争议，但由于水中尸体常处于腐败甚至高度腐败状态，仅根据尸表、解剖及病理组织学检查有时很难鉴定溺死或抛尸入水，因此目前在一些法医检案中，硅藻检验仍是一种有效甚至唯一的鉴定手段[1]。由于受环境、水文等多种因素影响，不同季节同一水域中硅藻数量及种群构成的差异可能很大。本研究依据不同季节溺死尸体及家兔作为研究对象，分析溺水死亡者肺、肝、肾等器官淡水硅藻检验结果可能存在的季节性差异，以期为法医学水中尸体死因鉴定等提供技术帮助。

1 材料和方法

1.1 仪器及试剂

台式高速离心机（最高转速16000r/min），离心管（15ml），移液器，加样枪头，生物显微镜，恒温干燥箱，电子天平，蒸馏水，硝酸，胰蛋白酶。

1.2 检材及分组

1.2.1 尸体材料

收集2009～2011年1、4、7、10月沈阳市浑河中溺死尸体共20例，每月5例。尸体均未明显腐败，系统尸体解剖均具备明显溺死征象，失踪至发现尸体时间均不超过3d，提取肺、肝、肾各20g、股骨骨髓5g备检。

1.2.2 现场水样提取

20例发现尸体现场分别以尸体打捞点及以尸体打捞点为中心，5m为半径共设5个取水点，每个取水点取水面及水面下30cm水样各500ml，每个现场共提取10份水样，加4%甲醛溶液固定，静置24h后镜检。

1.2.3 实验动物及分组

健康新西兰大白兔45只（辽宁中医实验动物中心提供），体质量2.5～3.0kg，雌雄不限，随机分为空白对照组，冬季（1月）、春季（4月）、夏季（7月）、秋季（10月）溺死组及死后入水组共9组，每组5只。2011年1、4、7、10月水中尸体发现后第2天于打捞尸体现场，将当月生前溺死组兔置兔笼中，沉入水下0.3m，2min后提出水面30s重新沉入相同水深处，重复3～5次使大白兔缓慢溺死，死后水中浸泡30min；死后溺尸组采用空气栓塞法处死后，同一时间置于相同水域同样深度浸泡30min后取出。对照组经耳缘静脉空气栓塞致死。提取各组兔肺、肝、肾各3g，股骨骨髓0.5g备检。

1.3 方法

1.3.1 现场水样硅藻种属观察及优势度计算

检验前确定仪器及试剂均不含硅藻。将现场水样震荡混匀，每个现场提取的10份水样，分别提取50ml于烧杯内滴加少量浓硝酸并微微加热去除有机质，取10ml装入离心管，以离心半径8cm，12000 r/min离心10min，弃上清液后定容至1ml，蒸馏水洗5min×3次，每次均弃上清液，最终定容至0.5ml，用移液器反复吹吸沉淀物使之充分混匀后，均匀涂片5张镜检并计数。（1）观察硅藻形态，依据文献[2]进行硅藻种属鉴定；（2）计数10ml水样中硅藻数量平均值，并根据各藻种出现的频率及个体数量进行各属硅藻优势度计算，优势度：Y=（Ni/N）fi。式中Ni为样品中某属硅藻数量，N为样品中硅藻总数量，fi为样品中某藻出现频率，Y＞0.02即为优势种群。

1.3.2 人及兔各器官硅藻计数及种属观察

2 结果

2.1 现场水样检测结果

水样中共鉴定出硅藻9属，隶属于2纲5目5科，分别是中心纲直链藻属、小环藻属、冠盘藻属、四棘藻属；羽纹纲脆杆藻属、舟形藻属、等片藻属、桥弯藻属、菱形藻属。各月水样中硅藻种群及优势度见表1。

表1 不同季节水样中硅藻种群及相应优势度

2.2 动物实验结果

家兔各溺死组解剖均可见肺体积膨大，重量较对照组显著增加，空白对照组肺质量：左4.05±1.21g，右6.31±1.39g。溺死组肺质量：左6.66±1.32g，右8.27±1.51g。双肺边缘钝圆，切面见多量泡沫状血性液流出，水性肺气肿特征明显。各溺死组家兔器官及现场水样硅藻检出结果见表2。死后入水组及空白对照组器官中均未检出硅藻。

2.3 溺死尸体检验结果

各例尸体均口鼻部蕈样泡沫、呼吸道内溺液、水性肺气肿等溺死征象明显，解剖检验、组织学病理检查及毒化检验可排除其它致死原因，后期案件跟踪进一步支持溺死。各组死者肺中均可检出多量硅藻，且同季水样中各属硅藻均可见；春、秋及冬季肝、肾组织中可检出少量小环藻、直链藻、冠盘藻等中心纲硅藻，春秋季骨髓中可检出少量小环藻；夏季溺死组肝、肾及骨髓均未检出硅藻（见表3～4）。

表2 家兔溺死组器官中淡水硅藻检出量及检出率 （n=5，）

表3 溺死尸体各脏器中淡水硅藻检出量及检出率 （n=5，）

表4 溺死尸体各脏器中淡水硅藻检出种群

3 讨论

硅藻是一类细胞壁高度硅质化的单细胞植物，是浮游生物的重要组成成分，其种群繁多、数量庞大，耐受力强，生境广泛，可在淡水、咸水中生长，浮游或着生，部分硅藻对低温具有极强的耐受性，甚至可以在冰层下正常生长繁殖[3]。硅藻具有明显的地区多样性分布特点，尤其在江河、湖泊等淡水系统中，其群落组成及数量变化与环境、水文的改变有着极其密切的关系[4-6]。

本研究检测同一水域中不同季节的硅藻，结果显示淡水河流中硅藻的数量及种群构成存在明显季节性差异。在沈阳地区，冬季（1月）淡水河流中仅可检见小环、直链、冠盘、四棘等小型中心纲硅藻属；春（4月）秋季（10月）小环、直链、舟形、脆杆等中心纲及羽纹纲硅藻属混杂存在，硅藻数量明显高于冬季及夏季组；夏季（7月）舟形藻属、脆杆藻属、等片藻属等体积较大的羽纹纲硅藻成为优势种，较小的小环藻属、直链藻属等中心纲硅藻稀少。已有研究证实，不同季节硅藻数量及种群构成可能与流速、水温、光照及藻类间竞争抑制等多种因素有关[4-9]。综合环境及水文因素，春秋季是最适宜硅藻生长的时段，淡水中硅藻数量最多，由于流速较慢，此期间中心纲小型硅藻因具有相对较高的比表面积在水体中占据优势[10]。夏季因蓝藻等藻类常形成水华优势种，遮蔽水体表面对硅藻类形成光竞争优势造成硅藻数量少于春秋季[11]，同时夏季流速快，水体的搅动有利于羽纹纲等大型硅藻[12]。本研究结果进一步证实了上述结论，说明硅藻种群存在明显的季节性变化。

依据传统分类法，我国淡水硅藻分为中心纲及羽纹纲两个纲，约200个属。中心纲及羽纹纲硅藻在种类、形态及大小上存在显著差别，中心纲硅藻体积较小，多数直径30μm以下，仅少数种属直径可达70μm以上，其中直链藻、小环藻及冠盘藻各属部分种的直径介于3～10μm间。羽纹纲硅藻体积多较大，呈长方体状，长25～260μm，宽3～35μm不等，我国常见种群仅少数长度在35μm以下[2]。本研究结果显示春秋季较小的中心纲及较大的羽纹纲硅藻混杂出现，冬季水体中仅见体积小的小环藻等中心纲硅藻，夏季则体积大的舟形藻等羽纹纲硅藻成为优势种，说明由于硅藻种群存在明显的季节性变化可能造成不同季节水体中硅藻体积的明显差异。

目前多数学者认同在严格控制操作污染后，从肺、肝、肾、骨髓等多个器官中检出硅藻，并与现场水样种群一致，方可确定溺死[13-14]。本研究检验1、4、7、10月份每月内近似同一时间点溺死的人及家兔的肺、肝、肾、骨髓中硅藻，发现各季溺死者肺中均可检出多量与水样中同属硅藻，而肝、肾及骨髓中硅藻检出率则存在季节性差异，特别是夏季溺死者肝、肾及骨髓中均未检出硅藻。分析其原因可能与硅藻种群的季节性变化及不同属硅藻体积的差异有关。一般认为活体溺水过程中，大量大小为8～15μm的硅藻随溺液进入肺泡，并从破裂的肺泡毛细血管进入肺静脉，到左心后随体循环到达全身各器官[14-15]。人体肺泡大小不一，平均直径约200μm，表面密布毛细血管网，毛细血管管径平均为6～8μm，仅可容单个红细胞通过，毛细血管壁无肌组织，扩张可能仅依靠其管壁少量孤立的周细胞（在肺毛细血管中与内皮细胞比例仅为1︰10）完成，目前虽没有肺泡壁毛细血管管径可扩张的最大数值，但考虑其原始管径小及周细胞数量少，分析其扩张功能有限。两条或多条毛细血管汇集成管径不超过30μm的毛细血管后微静脉，其管壁亦不含肌组织，只有进一步汇集成管径达30μm以上微静脉时，才会具有肌细胞。综前所述分析，中心纲硅藻中直链藻、小环藻等体积较小硅藻属种，理论上可通过原始状态或扩张的毛细血管腔并进入体循环，而羽纹纲硅藻体大且长，难以或不能被毛细血管腔容纳，加之溺死过程中，严重肺淤血使微循环血流速度进一步减慢，更加大了较大型硅藻通过微静脉而入体循环的可能。因此，硅藻种属的季节性变化及不同种属硅藻体积的差异可能造成了肝、肾等大循环器官中硅藻检出率的季节性差异。本研究还发现，各季溺死家兔肺中仅检出小环藻、直链藻、冠盘藻等较小中心纲硅藻，肝、肾等体循环器官中均未检出硅藻，分析可能是由于其肺泡及毛细血管管腔较人类更加狭窄，较大硅藻难以进入，进一步说明水体中优势硅藻大小的差异可能影响脏器中硅藻检出率。

综上，本研究结果提示由于硅藻种群的季节性变化特点及不同种属硅藻体积的差异可能造成肝、肾等大循环器官中硅藻检出率的季节性差异。考虑进入肺组织的硅藻需经较长距离的体循环到达肝、肾及传统的硝酸乙醇法仅能检出无机硅藻，使大量有机硅藻破坏[16]，加之离心处理步骤导致的硅藻损失[17]，均可能造成肝、肾等体循环脏器中硅藻检出率进一步降低。因此仅肺中检出硅藻，而肝、肾硅藻检验结果阴性并不能排除溺死可能，水中尸体需结合尸检所见、细致的组织病理学检查及毒化分析等综合推断死因。

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