死后生物化学在糖尿病酮症酸中毒法医学诊断中的应用

丁　杨，鲁　琴，胡　寅（上海市公安局浦东分局 刑事科学技术研究所，上海 220135）

·综述·

死后生物化学在糖尿病酮症酸中毒法医学诊断中的应用

丁杨，鲁琴，胡寅
（上海市公安局浦东分局 刑事科学技术研究所，上海 220135）

糖尿病酮症酸中毒是糖尿病患者一种处于高糖、高酮状态并且导致代谢失代偿的危险并发症。这类死者常规法医学检查无特异性表现，需要进行死后生物化学指标分析。死后生物化学是一种采集死者体液进行生物化学检测，从而判断死者生前的代谢状态进而明确死因的检查方法。本文综述了糖尿病酮症酸中毒死亡的基本情况、法医学检查表现，并着重阐述运用于诊断糖尿病酮症酸中毒的死后生化指标，从而总结糖尿病酮症酸中毒死亡的法医学诊断思路。

法医病理学；糖尿病酮症酸中毒；综述［文献类型］；死后生物化学

糖尿病作为常见慢性疾病，其死亡率不容小觑。该类患者通常在医院内自然死亡，但部分患者起病隐匿（如年轻1型糖尿病患者）而未经治疗，猝死家中亦不少见，需法医介入调查死因［1-2］。糖尿病酮症酸中毒（diabetic ketoacidosis，DKA）作为糖尿病患者常见急危症，易导致猝死。DKA的法医学诊断早在1969年就有相关文献［3］报道，至今仍是研究热点，因其为排他性诊断，需要采集死后体液进行生化指标分析。

死后生物化学分析是一种在尸表、解剖、病理检查均不能有效诊断死因的情况下，采集死后体液样本进行生物化学检测，从而确诊死因的特殊法医学检查手段，常用于器官功能性异常（肝、肾衰竭）或代谢性（高糖或低糖血症）死亡的案例中［4］。通过该方法可以直接明确死者生前是否处于高糖、高酮状态，从而确诊DKA。该方法采集的体液包括心血、外周血、尿液、脑脊液、玻璃体液，分析的指标包括糖、脂肪、蛋白质、离子浓度等［5］。由于死后腐败进程影响，包括濒死期细胞代谢加剧并逐步裂解、主动运输终止及被动扩散增强、腐败细菌糖酵解及蛋白水解作用加强，导致死后生化指标稳定性及可靠性与临床运用相比有较大改变，需重新评价。

1　DKA死亡常规法医学诊断特点

1.1常见DKA死亡的三种情况

（1）1型糖尿病患者睡眠猝死症（dead in bed syndrome）。Luna等［6］报道了1例25岁年轻男性1型糖尿病患者在睡眠中猝死的案例，由于该男子持续皮下注射胰岛素治疗，故怀疑死于低血糖症，然而高糖（755mg/dL）、高酮（66mg/dL）的结果显示其死亡原因为DKA。文章指出，尽管1型糖尿病患者常见于低血糖（低于30 mg/dL）或是致死性心律失常（常见于长QT综合征）导致睡眠中猝死，DKA作为死因亦占较大比例。Palmiere等［4］亦指出24岁以下的糖尿病患者有一半是死于DKA，临床上有15%～77%的儿童1型糖尿病患者被诊断为DKA。

（2）2型糖尿病患者容易在感染、未及时注射足量胰岛素的情况下诱发DKA。多篇文献指出急性感染是诱发DKA的主要原因［2，4，7］，亦有文献报道DKA死者死后血清C反应蛋白（C-reaction protein，CRP）浓度明显升高［4］。Palmiere等［2］指出上述情况是由于压力应激导致胰岛素需求增高，相对胰岛素摄入不足从而诱发DKA，同时指出与压力应激一样，长期昏迷的状态也会导致糖代谢紊乱。如在重度颅脑损伤、胃肠道大出血、急性心肌梗死等情况下，医生及法医常关注原发病而忽略了DKA的存在。作者选取了206例濒死期昏迷的案例进行死后生物化学分析，3例（急性大面积硬膜下血肿、急进型高血压、胃肠道大出血）达到DKA诊断标准，该3例中DKA的死因参与度值得研究。

（3）糖尿病患者在第二代抗精神疾病药物、乙醇、毒品滥用的情况下也易导致DKA。Byard等［8］报道了两例糖尿病患者猝死，均有DKA及药物滥用（45岁女性，致死量舍曲林及非致死量美沙酮；27岁男性，非致死量美沙酮），作者认为药物毒性导致患者出现胰岛素抵抗，进而出现DKA，并与药物产生协同作用致死。Palmiere等［2］认为毒品类如安非他命、可卡因能刺激体内肾上激素及去甲肾上腺素分泌，并且使人致幻处于极度兴奋状态，从而使血糖水平迅速升高诱发DKA。Kodikara等［9］对25例诊断DKA死亡的案例进行研究，其中6例服用第二代抗精神疾病药物的死者血酮及玻璃体糖含量显著升高，显示了极强的相关性。此外，6例中3例无糖尿病史，这意味着在服用第二代抗精神疾病药物的患者（或死者）中，其最初症状即为DKA。

1.2常规法医学检验表现

常规解剖的器官肉眼检查无特殊表现。组织病理学检验存在肝脂肪变性及Armanni-Ebstein现象（以下简称“A-E现象”）。A-E现象是肾近曲小管末端上皮细胞内糖原或脂肪沉积，镜下形成透明空泡的现象。这种病理改变同样见于乙醇中毒、饥饿应激及低血糖引起的非糖尿病性酸中毒患者中［9-10］。Kodikara等［9］对25例诊断DKA死亡的案例进行研究，其中21例死者的血酮及玻璃体液中葡萄糖浓度明显升高，且均发现存在A-E现象，20例存在肝脂肪变性。笔者认为在无其他致死病变下，该两种病变提示DKA存在的可能。此外，Dong等［10］通过胰岛素免疫组织化学染色方法清晰显示了死者胰岛细胞的病变，这种方法亦值得借鉴。

2　DKA的死后生物化学分析

2.1葡萄糖类指标

葡萄糖类指标包括葡萄糖浓度及Traub公式。该类指标仅提示死者生前是否存在高血糖症，濒死前应激反应及其他疾病（CO中毒、脑外伤、窒息、胰腺炎、肿瘤等）均能使指标值升高［7，11］。De Letter等［12］对276例尸检按照死前痛苦程度分为短暂痛苦组（CO、CN中毒，溺死，机械性窒息，致命性锐器刺伤）和持续性痛苦组（猝死，毒品中毒，多发性损伤），发现痛苦持续时间与玻璃体液葡萄糖浓度呈正相关。此外不同的医疗抢救行为也会影响体液葡萄糖浓度。常见测定葡萄糖浓度的体液包括玻璃体液、心血、外周血、尿及脑脊液。

玻璃体液是眼球后房内无色透明晶状液体，主要成分为胶原纤维、黏多糖及透明质酸，具有成分单一、分子量小、细胞成分少的特点。由于成分简单且具有血-眼屏障，故较少受腐败过程影响［13-15］。因此，玻璃体液成为寻找稳定指标的新途径。目前报道DKA的文献无一例外会涉及玻璃体液葡萄糖浓度［1-21］。收集方法为用无菌注射针管从外眼角进针刺破眼结膜，有突破感后停止，此时经瞳孔可见针头。收集时需记录玻璃体液颜色及黏度，并分析玻璃体液中钠离子含量作为内参以减小误差［13-14］。有研究［14，21］证实该指标死亡72h内稳定可靠，大于10mmol/L（125mg/dL）提示高血糖症，但该指标随死亡时间变化趋势尚不明确。Zilg等［21］通过玻璃体液中钾离子浓度代替死亡时间参数，研究糖-钾离子变化曲线进而归纳糖浓度随时间变化趋势。该方法优势在于可以评估具体死亡时间不明的案例，且与腐败程度直接相关（但相同死亡时间由于环境影响导致腐败进程不同）。

肝糖原分解会使右心室血糖值一过性升高（高达1000mg/dL），股静脉（外周）血糖值死后1～2h为40～100mg/dL，6～8h降解完全，速率为13mg/dL·h。血乳酸值死后1h上升，12～24h达到450～680mg/dL［16］。血管作为全身脉管系统，任一组织包括红细胞的糖代谢都会影响上述指标值。

临床上尿糖为诊断糖尿病依据之一。死后肾重吸收功能停止、组织细胞降解合并糖代谢，导致正常人死后尿液中亦出现葡萄糖，但与糖尿病患者之间差异无统计学意义［17-18］。Chaturvedi等［15］对1335例因交通事故死亡的驾驶员进行死亡生化检测，以玻璃体液中葡萄糖大于125mg/dL或尿糖大于100mg/dL的标准筛选出43例，其中13例糖尿病史者尿糖均升高，表明尿糖具有初步筛查糖尿病患者的作用。法医学实践中心血及尿液用于常规毒化检测，必要时可测量葡萄糖浓度以初步筛选。

大脑具有血-脑屏障，脑脊液中葡萄糖质量浓度相对稳定（正常参考值50～90 mg/dL），代谢速率10～15 mg/dL·h，室温下10～12 h应当降解完全，否则提示糖尿病。乳酸为9 mg/dL，死亡10 h后上升至10～15mg/dL［7］。

由于死后葡萄糖总体呈降解趋势，导致死亡时间长的DKA死者体液样本糖含量过低，容易漏诊。据此，Traub等基于1分子葡萄糖降解为2分子乳酸的理论，提出用死后人体玻璃体液或脑脊液中“葡萄糖浓度+1/2乳酸浓度”之和评估死者生前血糖浓度（亦有文献用“葡萄糖浓度+乳酸浓度”之和），称之为Traub公式［1，3，5，19］。该公式可通过代谢的乳酸浓度弥补葡萄糖降解造成漏诊的不足，但是其特异性较差，容易过高估计DKA存在的可能性。Palmiere等［11］为了验证该公式的实用性，通过对470例尸检案例（8例确诊为DKA死亡）用两种标准［玻璃体液葡萄糖浓度大于10mmol/L，Traub公式值大于23.7mmol/L（玻璃体液）或23.4mmol/L（脑脊液）］进行生化检测并筛选。通过葡萄糖浓度筛选出11例，Traub公式筛选出15例，同时进行统计学分析，归纳出用葡萄糖浓度可代替公式值进行筛选的结论。Zilg等［21］经过对3076例死者玻璃体液样本进行分析，发现玻璃体液葡萄糖浓度经一段时间降解后呈稳定态势，然而乳酸浓度持续增高，表明玻璃体液中不仅糖代谢产生了乳酸，其余潜在因素也增加了玻璃体液乳酸浓度。同时发现糖尿病患者不存在仅单纯性乳酸浓度升高的情况，说明葡萄糖浓度即可反映生前血糖水平。

2.2糖化结合物类指标

糖化结合物类指标包括糖化血红蛋白亚型（HbA1c）及果糖胺。该类指标不能短期迅速生成或代谢，故能较稳定地反映死者生前一段时间内血糖水平，不受濒死期应激反应影响［2，15-16］。

糖化血红蛋白（hemoglobin，Hb）是血红蛋白β链-N末端的游离氨基与碳水化合物糖基化形成，其中称为HbA1的亚组分特指N末端的缬氨酸糖基化，包括HbA1a1、HbA1a2、HbA1b和HbA1c。该糖基化过程与血糖浓度密切相关且不可逆。HbA1c具有分子量大（不能透过血-眼屏障）、结构稳定的特点，在溶血样品中也能检测出，并且所需血样冷藏或冰冻保存均可［7］。理论上HbA1c在血液中存在120d，可反映测量前8～12周血糖水平，但是对12h内的血糖变化不敏感［17-18］。该指标临床诊断参考值为大于8%，死后HbA1c标准值尚未完全公认一致，文献报道分别大于6%［15］、8%［14］、10%［5，7］。

果糖胺是血浆蛋白与葡萄糖非酶糖化过程中形成的高分子酮胺结构类物质，由于血浆蛋白半衰期是17 d，临床上用来反映1～3周内的血糖水平。血果糖胺不如HbA1c稳定，更容易受死后血浆蛋白降解影响［17，20］。Uemura等［16］对164例尸体进行右心室生化检测，包括HbA1c、果糖胺、尿素氮、尿素、总蛋白、总胆红素等11项指标，结果HbA1c最稳定，HbA1c平均值为（5.23±1.23）%，只有24.8%的例数超出临床检测值范围（4.3%～5.8%）。果糖胺平均值为（325.3± 147.1）mmol，高达77.7%的例数超出临床检测值范围（205～285mmol）。文章指出HbA1c合成属生前反应，死后不能形成，然而其他指标在组织降解中释放，影响含量测定。玻璃体液果糖胺浓度较稳定，且与玻璃体液葡萄糖浓度具有良好的相关性，具有较强的诊断意义［1，14，19］。Boulagnon等［14］总结了3篇测量玻璃体液中果糖胺浓度的大样本统计文献（371、453、92例），平均值分别为0.8、0.88、1.5mmol/L，范围为0～5.9mmol/L。

2.3酮体类指标

酮体类指标包括β-羟丁酸（β-hydroxy butyrate，β-HB）、丙酮和异丙醇。该类指标升高提示酮症酸中毒存在，β-HB和丙酮在所有酮体中分别占78%和20%。DKA是引起酮症酸中毒的最常见原因，其他原因如乙醇、药物等。后者表现为轻度高血糖症（血糖＜8.33mmol/L），伴有胰腺炎或饥饿诱因，慢性饮酒史或服药史［1-2，7，11，17-18，20］。

β-HB是脂肪酸和乙酰 CoA的代谢物［4］，正常血清 β-HB低于 500 μmol/L或 600 μmol/L，大于1 000 μmol/L提示高酮血症，大于3 000 μmol/L提示酮症酸中毒。乙醇性酮症酸中毒β-HB可达3 000～47000μmol/L（平均值13000μmol/L），甚至高于糖尿病性酮症酸中毒［17-18，20］。因此，单凭酮体类指标是无法将DKA与其他类型的酮症酸中毒相区别，需要其他指标佐证。目前文献中常用血清β-HB大于2500μmol/L作为筛选DKA的标准［2，11］。Osuna等［1］检验453例尸体（111例存在糖尿病史，342例无糖尿病史）的玻璃体液中β-HB，发现糖尿病史组（6.32mg/dL）明显高于无糖尿病史组（2.02 mg/dL），且两者之间的差异具有统计学意义，玻璃体液中β-HB值与葡萄糖、果糖胺质量浓度呈正相关（玻璃体液葡萄糖质量浓度＞200mg/dL的死者其β-HB平均值为29.7mg/dL）。作者认为该指标对诊断DKA死亡的严重程度具有一定参考意义。

血清丙酮正常值2.3～2.5 mg/L，大于5 mg/L为异常。酮症酸中毒时该指标大于100mg/L，此时常伴有血糖浓度升高（大于200mg/dL）。指标随死亡时间影响小，但慢性肝肾疾病、胰腺炎、休克、酗酒等因素亦可使其升高，甚至高达5000mg/L［7］。Palmiere等［20］认为当体内还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD）升高时，丙酮可代谢生成异丙醇，因此在排除存在乙醇及异丙醇摄入情况下，异丙醇可反映体内酮体含量，同时指出糖尿病患者血异丙醇可大于100mg/dL，异丙醇/丙酮值大于1.0（正常情况为阴性）。

3　DKA的法医学诊断思路

总体而言，DKA属于排他性诊断。死者可不具有糖尿病病史，常规检查可以有非特异性表现，尸表检查有一般脱水征象，如眼球深凹、皮肤皱缩等。解剖时无异常发现，病理检查时可见到肝脂肪变、A-E现象等。在排除其他明确死因后，合理怀疑是否存在DKA。进一步做死后生化分析，按照葡萄糖类指标、糖化结合物、酮体类指标的顺序进行，葡萄糖类指标仅提示高糖血症，可作为初步筛查，糖化结合物指标进一步证实死者生前是否患有糖尿病，最后酮体类指标确定死者存在酮症酸中毒，排除非酮性高渗昏迷。毒化检查包括乙醇、毒品、第二代抗精神疾病药物等诱发DKA的药品。只有尽可能全的死后生化指标筛查，才能排除死后腐败降解的干扰，并与乙醇性酮症酸中毒或是濒死前应激反应相鉴别。

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（本文编辑：张建华）

Application of Postmortem Biochemistry in Forensic Diagnosis of Diabetic Ketoacidosis

DING Yang，LU Qin，HU Yin
（Institute of Criminal Science and Technology，Pudong Branch of Shanghai Public Security Bureau，Shanghai 220135，China）

Diabetic ketoacidosis is a serious complication results from the high blood levels of glucose and ketone in diabetes mellitus patients that cause metabolic overbalance.An analysis of postmortem biochemical indexes is needed in such cases without specific signs of the routine forensic medicine examination.Postmortem biochemistry is a kind of examinations that collecting the body fluids of the corpses to determine the metabolic state of their life time to estimate the cause of death.This paper reviews the basic features and signs of the forensic medicine examination in the dead cases of diabetic ketoacidosis，and emphatically analyzes the postmortem biochemical indexes of diabetic ketoacidosis，and summarizes new ideas of forensic medicine diagnosis in diabetic ketoacidosis death.

forensic pathology；diabetic ketoacidosis；review［publication type］；postmortem biochemistry

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2016.04.010

1004-5619（2016）04-0273-04

丁杨（1990—），男，硕士，主要从事法医病理学研究；E-mail：503073239@qq.com

2015-03-09）