溺死诊断的研究进展

张巍，郑吉龙

（中国刑事警察学院法医学系，辽宁沈阳 110035）

溺死诊断的研究进展

张巍，郑吉龙

（中国刑事警察学院法医学系，辽宁沈阳 110035）

对于溺死尸体，尸表检查和解剖检验所见有时会缺乏特异性，溺死诊断一直是法医病理学中最为困难的工作之一。本文从病理学征象、实验室检查、免疫组织化学检验及虚拟解剖技术等方面对溺死诊断的相关研究进行全面、细致的综述，并展望溺死诊断的研究方向。

法医病理学；溺水；综述；死亡

水中尸体是否为溺死，一直是法医病理学实践中遇到的难点问题。对于水中尸体，尸表检验发现口鼻部蕈样泡沫，手中抓有水中的水草、树枝等异物，尸体解剖发现呼吸道内有溺液、泡沫和异物，水性肺气肿，胃及十二指肠内有溺液和水中异物等对诊断溺死有重要意义[1]。上述征象有时可能会缺乏特异性。例如，肺水肿，无论是溺死尸体，还是疾病导致肺水肿的死亡案例，均可以检见。所以在诊断溺死时还需要排除其他可能死因，如疾病、损伤、中毒等。而且，发现水中尸体时，通常尸体已高度腐败，组织高度自溶或提取困难，这更增加了法医病理学工作者诊断溺死的难度。

生前溺水死亡，因溺水者在水中剧烈的呼吸运动，将溺液吸入呼吸道进入肺内，溺液中一些小的硅藻可以借助血液循环，经过心脏而进入全身其他器官。通过多种方法可以检测肺及其他各器官中所含硅藻的种类和数量进而帮助诊断溺死。一些专家认为，硅藻在环境、土壤、水中、食物、空气中广泛存在[2]，硅藻检验结果无意义。但是，硅藻检验对于诊断生前溺死仍具有重要价值。然而，自然水域内的硅藻数量并不总是恒定，其受污染、季节的影响，数量差异较大[3]，导致生前溺死者硅藻检验结果往往呈假阴性。目前，法医病理学家需要根据尸表检查、尸体解剖、组织病理学检验和实验室检查，结合现场勘验、案情调查，在排除疾病、损伤、中毒后，才能诊断溺死。而在实际案例中，因受未确定身源、未发现原始现场、尸体腐败等因素影响，个别案例往往无法得出确切的死因。因此，法医病理学家不断研究、探索，希望在溺死诊断的研究方面能够有所突破。

1 病理学征象

1.1 颈部肌肉出血

有学者在检验溺死尸体时发现颈部肌肉出血，但其阳性率差异较大。Carter等[4]在99个溺死尸体中发现8例颈部肌肉出血阳性，阳性率为8.1%。而Püschel等[5]对39例溺死尸体解剖时，发现20例存在颈部、躯干及上肢骨骼肌出血，阳性率达51.3%。这两项研究认为，颈部肌肉出血的原因是溺水过程中剧烈的颈部活动、濒死期的肌肉抽搐，或是由于尸体腐败、死后血液坠积等引起。Alexander等[6]在一溺死尸体解剖中发现中年男性死者双侧胸锁乳突肌、胸骨舌骨肌、肩胛舌骨肌和环甲肌筋膜出血。作者认为由于溺水造成的咳嗽、干呕、呕吐和胸腹部剧烈收缩导致中心静脉压升高，引起急性右心扩张。同时，通过头部无静脉瓣的静脉系统将压力传递给颈部，颈部升高的血压造成颈部肌肉毛细血管和小静脉受损发生破裂。

尽管颈部肌肉出血在溺死中的阳性率较低，但仍可以帮助诊断溺死。同时，这需要与暴力作用于颈部造成的颈部肌肉出血相鉴别。溺水过程中造成的颈部肌肉出血一般双侧发生，弥漫性存在，肌肉出血对应处皮肤及皮下软组织无出血[1，5]。

1.2 胃黏膜撕裂

Blanco等[7]对52例溺死解剖案例进行了回顾性研究，记录死亡现场观察、胃黏膜肉眼及组织病理学检验所见，以80例不同死因案例为对照，包括窒息（缢死、哽死）、颅骨损伤、急性心脏疾病和中毒。结果发现，有21.1%（11例）的溺死案例有胃黏膜撕裂。撕裂处的胃黏膜边缘撬起，轻度变厚，深度达2～3 mm。组织病理学检验见撕裂发生在黏膜下层，无出血性渗出及粒细胞反应等改变。作者认为在溺水者吞入溺液时可能会引发呕吐，随着胃体和胃食管括约肌松弛，腹内压急剧增加造成膈和腹壁肌肉强烈收缩，同时，胃幽门括约肌收缩，导致胃内容排出。在呕吐过程中，强大的压力可能造成胃黏膜撕裂。因此，溺水过程中胃黏膜撕裂属于生活反应，结合其他溺死征象，有助于诊断溺死。

1.3 肺质量及胸腔积液量检查

在溺水过程中，溺液经呼吸道进入肺，形成水性肺气肿，导致肺质量明显增加。而且，随着浸渍时间和死后经过时间的增加，肺质量下降，胸腔积液量相应增加[8]。Zhu等[9]和Hadley等[10]分别在实际案例中证实，溺死尸体肺质量比机械性窒息死亡尸体明显增加。Nishitani等[11]对1984年至2003年的55例溺死（37名男性，18名女性）、36例机械性窒息（16名男性，20名女性）和26例急性心脏疾病（19名男性，7名女性）死亡案例进行回顾性研究，按性别比较各组肺、胸腔积液总质量与脾质量的比例。结果发现，男性溺死组与其他各组相比，脾质量以及肺、胸腔积液总质量存在显著差异；然而，女性案例无明显差异。男性和女性溺死组与其他各组相比，肺、胸腔积液总质量与脾质量比例存在显著差异。作者由此分析，肺、胸腔积液总质量与脾质量比例可能是诊断溺死并排除机械性窒息和急性心脏疾病的一个有效指标。Sugimura等[12]提出溺死指数，即肺、胸腔积液与脾质量比，对于2周内的溺死案例，是一个有效指标，当溺死指数大于14.1时，能够帮助诊断溺死。然而，死前存在心肺疾病时，或其他死因导致在濒死期发生严重的肺水肿，也将造成肺质量明显增加。而且，死后经过较长时间也会造成大量胸腔积液。所以Wardak等[13]对溺死指数在溺死诊断中的作用提出质疑。他们采用与Sugimura实验相同的方法在溺死、机械性窒息及心肌梗死案例的回顾性研究中发现，溺死指数对于溺死诊断，既不特异，也不敏感，无实际应用价值。

2 实验室检查

2.1 硅藻检验

自从上世纪法医学家采用硅藻检验方法帮助诊断溺死以来，尽管一直有很大的争议，硅藻检验仍被视为诊断溺死的“金标准”[14]。近些年来，在硅藻检验方面的研究主要集中在国内。林小健[15]对传统的化学消化法进行了改良，在肺组织检材经硝酸硝化溶解组织后，加入等量的丙酮，尽可能地排除脂肪对硅藻检查的影响，使原先包裹在脂肪组织中的硅藻被分离出来，该法明显提高了硅藻的检出率。为排除强酸和高温对硅藻的破坏作用，叶光华等[16]应用碎浆法检验硅藻，其采用碎浆机对组织匀浆，然后用孔直径100μm的滤网过滤，最后对滤液离心观察硅藻。该法属于物理性破机，避免了强酸和高温对硅藻的破坏，观察效果更好。何冠英等[17]用胰蛋白酶取代硝酸对器官进行消化，检出硅藻的种类和数量均要高于传统消化法，且操作简单、安全环保。苏会芳等[18]采用微波消解与扫描电镜联用法检验溺死尸体肺、肝、肾、骨髓组织硅藻，检出率分别高达100%、94.3%、92.9%和82.9%，与传统化学消化法相比，该法的硅藻检出率高、方法灵敏、定性准确，且环保无污染。

2.2 电解质浓度检测

淡水溺死时血液被稀释，海水溺死时血液被浓缩，这两种情况导致心脏不同部位的电解质浓度、血浆渗透压或比重存在差异[19]。但上述指标受腐败影响而在实际案例中检测价值不大，仅对死后不久的尸体才具有一定的价值[20]。此外，溺液的含盐量、水温等因素也会对电解质浓度产生一定的影响[21]。

Pérez-Cárceles等[22]研究血清生化标志物在诊断溺死中的作用，结果证实，尽管镁、钠、氯、钙、铁、尿素、肌酸酐和肌钙蛋白T的血清浓度存在差异，但是，在海水溺死时，血清锶是诊断溺死的最好参数。淡水溺死时，联合测定锶和其他系列标志物，尤其是铁，可能增加诊断率[23，24]。但Azparren等[24]认为选择锶作为溺死标志物的缺点在于死后锶的扩散，死后血锶浓度明显增加主要发生在死后第4天，因此，锶作为溺死的标志物仅在死后前3d有效，心室血锶浓度主要取决于水中锶的浓度，而末梢血锶浓度容易受到外源性污染或死后扩散的影响。

由于死后变化，吸入肺内的液体会渗入胸腔，形成胸腔积液，且胸腔积液较少受到外源性污染或死后扩散的影响。因此，近些年来，一些学者开始研究胸腔积液电解质变化对诊断溺死的作用。Usumoto等[25]报道，对40例胸腔积液量大于20mL的解剖案例（24例海水溺死、9例淡水溺死和7例非溺死案例）检测双侧胸腔积液中钠、钾及氯离子浓度对于溺死有诊断价值。而Matoba等[26]认为双侧胸腔积液离子浓度差异巨大，除钠、钾、氯离子外，钙、镁等离子浓度也应存在差异。对51例单侧胸腔积液量大于10mL的解剖案例（15例海水溺死，10例淡水溺死和26例窒息、损伤、中毒、疾病、烧死等非溺死案例）的双侧胸腔积液中钠、氯、钙、镁离子浓度分别检测，发现如果钠或氯低于65mEq/L可诊断淡水溺死。如果钠高于175 mEq/L，或氯高于155 mEq/L，或钙高于16 mg/L，或镁高于15mg/L，可诊断海水溺死。如果仅一侧符合海水、淡水溺死参考值，仍可作出溺死的诊断。Yajima等[27]认为，虽然胸腔积液电解质浓度能够认定溺死，这与溺液的吸入有关，但也与渗透压相关，而渗透压又受其他体液和生物膜的影响。因此，当评价离子浓度时，要考虑离子总浓度。为此，他们对胸腔积液量大于100mL的21例淡水溺死、32例海水溺死和43例非溺死（损伤、窒息、中毒、疾病等）案例的胸腔积液进行检测，发现钠、钾、氯离子总和临界值定为＜195.9mEq/L时，强烈提示与淡水吸入有关；当临界值定为＞282.7mEq/L时，强烈提示与海水吸入有关。同时作者建议，当诊断溺死时，不能绝对依靠化学检查，要考虑溺死的病理指标。

2.3 水中其他微生物检测

由于硅藻体积差异较大，平均直径80μm左右，许多硅藻不能通过呼吸膜进入血液循环，再加上硅藻还受季节、污染的影响，在实际案例的检出率，尤其是肺以外器官的检出率并不理想。水中一些其他体积更小的水生微生物，如各类细菌，逐渐受到法医学家的关注。特别是随着基因检测技术的提高和普及，在溺死诊断的实验室检查领域，不断有新的实验技术方法被提出。

Lucci等[28]以20例海水溺死者和22例淡水溺死者为实验对象，以30例非溺死者作为对照（包括16例急性药物中毒，2例一氧化碳中毒，11例交通事故和1例服药自杀），通过细菌培养实验，分析实验组及对照组血样和现场水样粪便大肠杆菌和粪链球菌的差异。结果显示，20例海水溺死者的左心室和右心室血培养分离出粪链球菌和大肠杆菌，而19例（95%）股动脉和18例（90%）股静脉血培养呈阳性。对于淡水溺死者，左心室血培养粪链球菌存在所有案例中，大肠杆菌存在于20例（90.91%）溺死者的右心室、股动脉、股静脉中，现场水样均存在大肠杆菌和粪链球菌。30例对照组血培养均未见相关细菌。但Woodford等[29]对此文章提出强烈质疑，认为对照组是死于溺死以外的其他原因，并非是死后入水，因此没有证据表明死后入水尸体血液不会因死后扩散或污染而发现这两种细菌。为回应Woodford的质疑，Lucci等[30]补充了3例死后入水案例，认为可以排除死后或濒死期大量溺液被动渗入的假设，同时，也没有证据表明是内源性微生物细菌传播所致。

此外，PCR技术已逐渐应用于溺死诊断[31，32]，检测到溺死者血液及器官中含有水中生物特异性DNA片段，并认为这种方法有可能取代硅藻检验。随着基因检测技术的发展，已有技术能够快速、高效地检测样本中多种水生物。Uchiyama等[33]为开发一个新的诊断溺死工具，设计了9对引物检测具有代表性的淡水、海水浮游细菌（嗜水气单胞菌、鲑产气单胞菌、费氏弧菌、哈维氏弧菌、副溶血弧菌、美人鱼发光杆菌、鳆发光杆菌和明亮发光杆菌），然后使用TaqMan探针即时PCR快速、特异性检测。32名溺死者肺样本（包括死后液体不易进入的肺的边缘区域）均呈阳性。除浴盆溺死者外，溺死者血样及内部器官（肾和肝）阳性率达84%，而硅藻的阳性率仅达44%。因此，作者认为针对浮游细菌的多种TaqMan PCR检测快速、省力、高效、敏感而且特异性好，当现场水中硅藻含量少而仅有少量硅藻可以在内部器官被检测到时，PCR检测结果可以补充诊断溺死。

高通量454焦磷酸测序是一种新型的酶联级联测序技术，适于对已知的短序列的测序分析，具备同时对大量样品进行测序分析的能力，能够大范围比对测序。经常被用来检测的水生微生物，如细菌和藻类保守区域的某些部分是相同的，其16S核糖体RNA微生物基因都有9个高可变区（V1～V9），其中每一个均被保守区域包绕，如藻类叶绿体16S rRNA基因。Kakizaki等[34]应用PCR（使用基于保守区域定制的引物）研究两名溺死者、现场调取的水样等共14个样本的多种水生微生物，同时放大各种微生物的目标区（V7和V8）。然后，应用基因组测序FLX钛系统对PCR产物进行分析、测序。最终检测到死者血液、内脏样本和现场水样中的各种细菌（包括蓝藻菌）和藻类（包括硅藻纲、隐藻纲、硅鞭藻纲、金藻纲、共球藻纲）。实验证实，传统的肺硅藻检验不足以证实溺液的吸入，通过454焦磷酸测序检测各种外源性微生物可有效地诊断溺死。

2.4 免疫组织化学检验

免疫组织化学是指带有显色标记的特异性抗体在组织细胞原位通过抗原抗体反应和组织化学呈色反应，从基因、蛋白水平对相应抗原进行定性、定位、定量检测的技术。如果能将免疫组织化学技术与溺死诊断结合起来，不仅可以提高溺死诊断的特异性和敏感性，还可以克服传统溺死诊断方法的局限性和主观性，即能够将实验结果直观地呈现，并进行定量分析。

水通道蛋白（aquaporin，AQP）是一组小的（相对分子质量约30000/单体）同源水通道蛋白，已经确定哺乳动物有13个成员。哺乳动物中，在涉及液体转运的上皮细胞、内皮细胞以及被认为无液体转运功能的一些其他细胞，如角蛋白细胞、脂肪细胞和星形细胞中存在[35]。最近一项研究[36]显示，渗透压诱导体外鼠肺上皮细胞系AQP5表达。据此，可以认为溺死期间吸入高渗或低渗的水可能影响肺内AQP5表达。Hayashi等[37]检测肺内AQP5表达水平区分淡水溺死和海水溺死的可能性，动物实验结果表明，与其他三组相比，淡水溺死组中肺AQP5基因、蛋白水平表达明显被抑制，而海水溺死组、死后入水组及颈椎脱位处死组中肺AQP5表达无显著差异。而法医解剖案例（包括9个淡水溺死案例，5个海水溺死案例和14个其他死因案例）的研究结果则表明，人肺中AQP5基因表达在淡水溺死中较其他两组显著下降。以上结果提示，为防止血液被稀释，肺中AQP5表达被低渗液体抑制了，也就是说，肺中AQP5的表达分析有助于区分淡水溺死和死后入水。An等[38]用免疫组织化学方法检查AQP1、AQP2和AQP4在51例溺死案例（包括23例淡水溺死和28例海水溺死）和19例非溺死案例肾样本中的表达，发现淡水溺死、海水溺死和对照组的AQP1和AQP4表达无明显差异。AQP2主要在所有溺死案例肾样本集合管主细胞顶部质膜表达。从形态计测学上看，与淡水溺死组和对照组相比，海水溺死组AQP2在集合管主细胞质膜表达明显增强；另一方面，与对照组相比，淡水溺死组AQP2表达明显下降。因此，肾AQP2免疫组织化学检测有可能成为区分淡水溺死和海水溺死的有效指标。

肺表面活性物质相关蛋白质A（pulmonary surfactant-associated protein A，SP-A）是肺表面活性物质的重要组成部分，由Ⅱ型肺泡上皮细胞分泌，主要以连续薄膜形式分布于肺泡腔气液界面上，或呈颗粒团块状位于肺泡腔内。Zhu等[39]为评估SP-A免疫组织化学分布与死因的关系，对282例死后经过时间在0.5 h～7 d的解剖案例进行回顾性研究，死因涉及损伤、机械性窒息、溺死、中毒、烧死、高低温作用等，结果显示，SP-A有可能成为判断呼吸窘迫、肺损伤持续时间、严重程度的一个指标。Miyazato等[40]应用实时荧光定量逆转录聚合酶链反应检测SP-A、SP-D、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）-α、白细胞介素（interleukin，IL）-1β、IL-10 mRNA在溺死、其他机械性窒息和致命性低体温中的表达，结果证实，这些蛋白和细胞因子有可能成为肺损伤的标志物，与其他生物化学指标合用，可以帮助区分溺死和致命性低体温。

3 虚拟解剖应用

虚拟解剖，即应用医学影像学技术，主要是计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）技术，以非侵入、无损的方式对尸体扫描、图像处理，进行死亡原因、成伤机制分析[41]。最近，法医学家发现虚拟解剖在溺死诊断中具有独特价值。在溺水过程中，溺液会进入鼻旁窦而形成积液[42]。常规解剖中，很难检查鼻旁窦，而CT图像可以无损地得到这类有价值的信息。

Kawasumi等[43]对39例溺死和112例非溺死案例进行回顾性研究，通过死后CT扫描分析液体在上颌窦和蝶窦的聚集与溺死的相关性，结果发现溺死明显与液体在上颌窦和蝶窦的聚集有关，但溺死诊断的特异度和阳性预测值太低，虽然液体在上颌窦和蝶窦的存在不能诊断溺死，但缺乏液体可以排除溺死。Kawasumi等[44]随后又通过死后CT扫描对上颌窦和蝶窦积液的量和密度进行统计分析，发现溺死案例上颌窦和蝶窦积液量明显多于非溺死案例，溺死案例积液的密度明显低于非溺死组。对于非溺死者积液的密度明显高于溺死者的原因，笔者认为溺死者的积液可能为外源性溺液，而非溺死者的积液，可能为组织的渗出液，性质的差异导致了密度的差异。但此研究为回顾性分析，在解剖过程中没有提取积液样本，所以真正原因仍不清楚。

当然，虚拟解剖在溺死诊断中的价值不仅体现在对鼻旁窦积液的研究，通过对心腔内血液密度差异、肺图像分析也有助于诊断溺死。Ambrosetti等[45]研究多层螺旋计算机断层扫描在常规解剖之前检测左右心房血液密度对于溺死诊断的作用。结果证实，淡水溺死组案例（6例）所有心腔血液密度均低于非溺死组（16例），淡水溺死组左心血液密度明显低于右心。因此，笔者认为多层螺旋计算机断层扫描心腔血液密度，结合常规解剖，可能帮助诊断溺死。在溺水过程中，溺液可以通过呼吸道进入肺，解剖时，溺死肺切面会流出大量泡沫状液体，但法医病理学家仅通过肉眼观察无法判定肺水肿的程度，而CT可以精确地对水肿进行定量分析[46]。

Van Hoyweghen等[47]对通过解剖所见及现场勘验确定14具溺死尸体和11具非溺死的其他机械性窒息死亡尸体进行研究，分析鼻旁窦、乳突气房、下气道的液体，上气道的泡沫，肺实质毛玻璃样的不透明度，右侧膈肌高度，主动脉瓣水平的肺间隙，心血、胃、食管内容物平均密度等CT图像，统计分析显示，通过CT区分溺死与非溺死机械性窒息是不可信的，因为溺死尸体上的发现也出现在非溺死机械性窒息死亡的尸体上。因此，通过CT检验确定溺死一定要小心，切记这些指标均不具有特异性。

4 展望

目前，对溺死诊断的研究主要集中在溺死者血液、器官内发现比硅藻更小的水生微生物（如细菌等），检测溺死者体液中电解质的浓度，应用虚拟解剖技术能帮助诊断。但所有研究仅是提供支持证据，尚不属于确切证据。尽管这些实验方法已采用实际案例进行研究，并取得令人鼓舞的结果，但是，溺死与死后抛尸的鉴别实验有限，有些研究尚无理论支持，有些研究数据令人质疑，甚至有些实验方法得出相反的结果。因此，上述研究成果还有待于在今后的研究中进一步确认。同时，至今仍没有找到一种研究方法或实验室指标能够取代硅藻实验在溺死诊断中的价值，所以，结合两种研究方法分析可能更有效地帮助诊断溺死。

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Research Progress on Diagnosis of Drowning

ZHANG Wei,ZHENG Ji-long
（Department of Forensic Medicine,Chinese Criminal Police Academy,Shenyang 110035,China）

These external and internal signs of drowning are non-specific.Therefore,diagnosis of drowning is always one of the most difficult tasks in forensic pathology.This paper meticulously and comprehensively reviews research progress on the diagnosis of drowning in pathological signs,laboratory examination,immunohistochemistry test and virtopsy technology,and it also prospects the research direction of diagnosis of drowning.

forensic pathology;drowning;review;death

DF795.1

A

10.3969/j.issn.1004-5619.2017.01.011

1004-5619（2017）01-0042-06

2015-09-23）

（本文编辑：邹冬华）

张巍（1969—），男，博士，副教授，主要从事法医病理教学、科研和检案工作；E-mail：zhangwei6968@sina.com