任立品，尚艷杰，郭亞東

中南大學基礎(chǔ)醫(yī)學院法醫(yī)系，湖南 長沙410013

法醫(yī)昆蟲學（forensic entomology）是昆蟲學和法醫(yī)學相互結(jié)合并相互影響的一門交叉應用學科，利用昆蟲學的理論和方法，研究并解決法庭科學中與昆蟲相關(guān)的問題。法醫(yī)昆蟲學的應用范圍涉及刑事、民事、行政案件，主要任務是利用嗜尸性昆蟲進行死亡時間（postmortem interval，PMI）、死亡地點及死亡原因推斷[1-2]，研究對象為分布于案發(fā)現(xiàn)場的以昆蟲為主的節(jié)肢動物。20 世紀以來，國內(nèi)外法醫(yī)學者陸續(xù)報道了世界各地利用昆蟲學證據(jù)解決法庭調(diào)查相關(guān)問題的實際應用案例，如國內(nèi)安徽省合肥市[3]、上海市[4]、山東省膠南市[5]、廣東省[6-7]、重慶市[8]、江蘇省蘇州市[7]等地，國際上包括夏威夷群島[9]、意大利南部[10]、德國[11]、科威特[12]、巴西南部[13]、馬來西亞[14]等。

許多理論研究和案例已經(jīng)證實犯罪現(xiàn)場的昆蟲證據(jù)在法庭科學中具有重要的應用價值，然而，為使昆蟲學相關(guān)證據(jù)能夠滿足法庭科學的要求，提高昆蟲學證據(jù)在法庭科學中的應用價值與范圍，一些關(guān)鍵性問題還需要進一步研究和標準化。例如，為了使現(xiàn)場的昆蟲學證據(jù)能夠被法庭接受和使用，需要一套全球統(tǒng)一的法醫(yī)昆蟲學現(xiàn)場和實驗室操作方法及程序以滿足法庭Daubert 規(guī)則；為了提高利用嗜尸性昆蟲進行PMI 推斷的準確性，更需要快速、準確的嗜尸性昆蟲種類鑒定，盡可能詳盡地掌握不同地區(qū)和不同種類嗜尸性昆蟲的群落演替規(guī)律和生長發(fā)育資料，以及明確毒（藥）物對嗜尸性昆蟲生長發(fā)育的影響等。

因此，本文對這些昆蟲學證據(jù)在法庭科學中應用時所遇到的一些關(guān)鍵性問題進行綜述性分析，對未來的研究方向和前沿技術(shù)在法醫(yī)昆蟲學中的應用進行展望，以期為科研與法庭調(diào)查中昆蟲學證據(jù)的應用提供幫助。

1 法醫(yī)昆蟲學檢驗操作標準

法醫(yī)昆蟲學是為法律提供證據(jù)的科學，犯罪現(xiàn)場的昆蟲學證據(jù)是與其他證據(jù)同樣重要的物證，因此，在現(xiàn)場的調(diào)查和取證中，昆蟲樣本的采集、處理、保存以及運輸?shù)炔僮鳝h(huán)節(jié)都必須遵循統(tǒng)一標準化的操作規(guī)程，這樣的昆蟲學證據(jù)才能夠被法庭接受和使用。有研究[15-17]發(fā)現(xiàn)，不同的殺死方法（如沸水殺死、直接防腐劑固定）、保存條件（如10%甲醛溶液、80%乙醇溶液、95%乙醇溶液）、物種種類（如反吐麗蠅、絲光綠蠅）、浸泡時間（如1、30、60、90 s）、測量時間（如3、6、9、12、24、27、30、33 h）對嗜尸性蠅類幼蟲的測量長度都有影響，最終影響推斷PMI 的準確性。因此，為了降低這些因素的影響，使法醫(yī)昆蟲學更好地應用于法庭科學，標準的現(xiàn)場和實驗室操作指導規(guī)范是必不可少的。1986 年，SMITH[18]在世界第一本法醫(yī)昆蟲學專著A Manual of Forensic Entomology中就提出了昆蟲學證據(jù)的采集及處理方法。1992 年，CATTS 等[19]提出了在不同環(huán)境下尸體上嗜尸性昆蟲的采集及處理方法。2007 年，AMENDT 等[20]代表歐洲法醫(yī)昆蟲學協(xié)會（European Association for Forensic Entomology，EAFE）發(fā)布了法醫(yī)昆蟲學現(xiàn)場和實驗室操作的最低標準與指南，其中包括用于收集昆蟲學證據(jù)相關(guān)設備的概述以及所用方法的詳細說明，對一些法醫(yī)昆蟲學的關(guān)鍵術(shù)語進行了定義，對最短死亡時間（minimum post?mortem interval，PMImin）估計的重要方法進行了簡要介紹，這些操作規(guī)程得到了國際上很多法醫(yī)昆蟲學者的支持和認可。2010 年，BYRD 等[21]在其法醫(yī)昆蟲學專著中對命案現(xiàn)場嗜尸性昆蟲的采集程序拍攝了操作示范圖片。2011 年，TOMBERLIN 等[22]認為法醫(yī)昆蟲學科學研究設計和理論數(shù)據(jù)獲得等方面也需要進行標準化和規(guī)范，以使獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)得起重復性檢驗。在國內(nèi)，2016 年，馬孟云等[23]對法醫(yī)昆蟲學檢驗現(xiàn)場操作標準進行了初步探討。2018 年，王禹等[24]對法醫(yī)昆蟲學標準化的應用進行了闡述。然而到目前為止，還沒有形成一個國際統(tǒng)一的操作標準。

2 嗜尸性昆蟲物種鑒定

2.1 常見的嗜尸性昆蟲種類

一般來說，法醫(yī)昆蟲學相關(guān)研究和實踐中涉及的嗜尸性昆蟲類群主要包括雙翅目（Diptera）、鞘翅目（Coleoptera）、膜翅目（Hymenoptera）等，其中雙翅目主要包括麗蠅科（Calliphoridae）、麻蠅科（Sarcophagj?dae）、蠅科（Muscidae）、廁蠅科（Fanniidae）、蚤蠅科（Phortdae）、酪蠅科（Piophilidae）、水虻科（Stratiomyidae）、毛蠓科（Psychodidae）和小糞蠅科（Sphaeroceridae）等，鞘翅目主要包括葬甲科（Silphidae）、皮蠹科（Dermesti?dae）、隱翅甲科（Staphylinidae）、閻甲科（Histeridae）、步甲科（Carabidae）、郭公甲科（Cleridae）、露尾甲科（Nitidulidae）、金龜甲科（Scarabaeidae）、糞金龜科（Geo?trupidae）、皮金龜科（Trogidae）和蛛甲科（Ptinidae）等，膜翅目主要包括胡蜂科（Vespidae）和蟻科（Formici?dae）等。雙翅目中的嗜尸性蠅類是尸體腐敗進展中最為常見的昆蟲，在死亡后很短時間內(nèi)就會到達尸體，在實踐工作及科學研究中被廣泛關(guān)注。

2.2 嗜尸性昆蟲物種鑒定原理及形態(tài)學鑒定

嗜尸性昆蟲在人體死亡后迅速抵達尸體，繼而在尸體上產(chǎn)卵、孵化、發(fā)育為成蟲，并完成其生活史。根據(jù)嗜尸性昆蟲進行PMI 推斷的主要原理是：采集尸體上的昆蟲標本進行準確的種類鑒定，利用不同嗜尸性昆蟲生長發(fā)育規(guī)律結(jié)合環(huán)境溫度等條件，能比較準確地判斷其發(fā)育階段、計算發(fā)育到該階段所經(jīng)歷時間，進而推斷PMI。在相同環(huán)境條件下，不同種類的嗜尸性昆蟲的發(fā)育速率存在明顯差異[25-26]，如在25 ℃的人工氣候箱中，雙翅目麻蠅科的棕尾別麻蠅Sar?cophaga peregrina（Robineau-Desvoidy，1830）發(fā)育至成蟲階段需要（414.3±3.9）h，而野亞麻蠅Parasarcopha?ga similis（Meade，1876）只需要（347.7±14.6）h，醬亞麻蠅Sarcophaga（Liosarcophaga）dux（Thomson，1868）則需要（394.1±9.5）h。因此快速、準確的種類鑒定是嗜尸性昆蟲在法醫(yī)案件應用中比較關(guān)鍵的一步[25-27]。

傳統(tǒng)上，嗜尸性昆蟲種類鑒定主要采用形態(tài)學方法，是昆蟲種類鑒定公認的“金標準”，主要不足之處為繁多的昆蟲種類使得形態(tài)學鑒別要點極為復雜多變，而且某些現(xiàn)場只能收集到殘缺不全的嗜尸性昆蟲樣本，這些問題阻礙了嗜尸性昆蟲在法醫(yī)學實踐中的應用[28-29]。

2.3 嗜尸性昆蟲分子生物學鑒定

隨著生命科學和測序技術(shù)的發(fā)展，為了解決嗜尸性昆蟲的種類鑒定問題，一些法醫(yī)學工作者把目光轉(zhuǎn)向了分子生物學技術(shù)。1994 年，SPERLING 等[30]首次將基于DNA 的方法用于嗜尸性昆蟲種類鑒定，正式拉開了利用分子標記進行嗜尸性昆蟲種類鑒定的序幕。此后，DNA 分子技術(shù)作為嗜尸性昆蟲種類鑒定的常規(guī)方法，逐漸彌補了形態(tài)學鑒定的一些不足，促進了法醫(yī)昆蟲學的快速發(fā)展。昆蟲的線粒體基因組（mitogenome）是一個典型的圓形、雙鏈DNA，長度在14 000～20 000 b 的分子單元，通常具有一套典型的基因：13 個蛋白質(zhì)編碼基因，22 個轉(zhuǎn)運RNA 基因，2 個核糖體RNA 基因和1 個非編碼控制區(qū)[31]。21 世紀以來，線粒體基因組的不同片段以及全序列已經(jīng)被廣泛應用于嗜尸性昆蟲的種類鑒定研究，主要包括細胞色素C 氧化酶亞基Ⅰ（cytochrome c oxidase subunit Ⅰ，COⅠ）基因的不同大小片段、COⅡ、核糖體16S rRNA、核糖體12S rRNA、還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸脫氫酶亞單位5（reduced nicotinamide adenine dinucleo?tide dehydrogenase subunit 5，以下簡稱ND5）及全序列13 個蛋白質(zhì)編碼基因+2 個蛋白質(zhì)編碼基因等，除少部分近緣種之外，這些線粒體分子標記可以實現(xiàn)對大部分嗜尸性昆蟲的準確鑒定[31-32]。此外，GUO 等[33]創(chuàng)新性地將核基因period和應用最廣泛、效果最好的線粒體COⅠ基因聯(lián)合在一起，證實線粒體基因和核基因的聯(lián)合使用對于一些中國常見的嗜尸性麻蠅具有較高的鑒別效力。同時，有學者[34]在尋找嗜尸性昆蟲最佳分子標記物的過程中發(fā)現(xiàn)，嗜尸性昆蟲mtDNA 序列中存在信息性單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP），這些SNP 基因座建立的單倍型類群具有較好的種類鑒定價值。CHEN 等[35]應用焦磷酸測序技術(shù)檢測mtDNA 單倍型類群，將第三代遺傳標記SNP 引入嗜尸性麻蠅的分子鑒定，結(jié)果表明，這些SNP 遺傳標記對中國常見的嗜尸性麻蠅具有較高的鑒別效力。相比傳統(tǒng)的形態(tài)學鑒定，應用分子標記進行種類鑒定具有較強的客觀性，其主要優(yōu)點在于對不同生長階段的常見昆蟲樣本及現(xiàn)場的殘存肢體只需提取DNA 進行測序分析，然后根據(jù)相應的分子標記同源比對分析即可進行種類區(qū)分，不受生命階段和完整性的限制[36]。作為形態(tài)學方法的重要補充手段，分子鑒定技術(shù)被越來越多的法醫(yī)工作者所接受，逐漸成為法醫(yī)昆蟲學的研究熱點之一。

2.4 嗜尸性昆蟲圖像識別技術(shù)鑒定

由于嗜尸性昆蟲的分子鑒定成本較高且耗費時間，此外，一些嗜尸性蠅類特別是近緣種等，仍然難以利用DNA 條形碼技術(shù)區(qū)分開來。隨著計算機技術(shù)和圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，除了形態(tài)學鑒定或DNA鑒定外，基于昆蟲形態(tài)特征的數(shù)字化分析，由于簡單、低成本和可靠等特點，已經(jīng)逐漸被應用于昆蟲的種類鑒定研究[37]。目前的昆蟲圖像自動識別技術(shù)就是利用圖像獲取設備捕獲昆蟲數(shù)字化圖象，利用計算機圖像處理技術(shù)對圖像進行處理與分析，把昆蟲標本圖像中的數(shù)字形態(tài)學特征參數(shù)提取出來，通過預先設定的分析模型，以識別各種圖像中目標和對象種類的技術(shù)[38]。昆蟲的形態(tài)特征分析包括使用一系列的參考點或標志，對任何身體結(jié)構(gòu)進行形態(tài)特征比較，去除不相關(guān)的信息，如樣本的位置和方向，僅考慮其形態(tài)特征變化[39]。在雙翅目昆蟲中，翅脈的交叉點通常被用作標志點，其中，應用翅脈的圖像數(shù)字化分析進行種類鑒定的準確性和可靠性已經(jīng)在一些雙翅目嗜尸性昆蟲中得到了研究和證實[38-39]。目前，已有多個昆蟲數(shù)字形態(tài)特征識別軟件（如DrawWing、Landmark 和BugShape1.0 等）發(fā)布[40]，這種以圖像處理技術(shù)為中心的昆蟲數(shù)字化分類方法是傳統(tǒng)昆蟲學分類的有利補充，也為法醫(yī)昆蟲學種類鑒定領(lǐng)域的應用提供了可能，未來在現(xiàn)有形態(tài)學鑒定和分子鑒定基礎(chǔ)上，將數(shù)值分類技術(shù)引入法醫(yī)昆蟲學領(lǐng)域，希望能構(gòu)建更為實用、快速、準確、經(jīng)濟的嗜尸性昆蟲種類鑒定方法。

2.5 其他嗜尸性昆蟲物種鑒定方法

為了準確鑒定種類，法醫(yī)昆蟲學工作者長期致力于建立多種鑒定嗜尸性昆蟲種類的方法，較多技術(shù)被應用于一些未成熟階段嗜尸性昆蟲的鑒別，如掃描電子顯微鏡、雙向凝膠電泳分析及表皮碳氫化合物組分分析等已經(jīng)被用于卵、幼蟲及蛹的種類鑒別。隨著生物化學、分子生物學和免疫學的發(fā)展，一些先進的技術(shù)［如流式細胞技術(shù)、聚合酶鏈反應結(jié)合高分辨熔解（polymerase chain reaction-high resolution melting，PCR-HRM）、共聚焦顯微技術(shù)、實時高分辨率質(zhì)譜分析等］也逐漸被應用于嗜尸性昆蟲的種類鑒定，提高物種鑒定的準確率，促進法醫(yī)昆蟲學的發(fā)展[41]。

3 嗜尸性昆蟲不同環(huán)境下的發(fā)育和演替

3.1 利用嗜尸性昆蟲推斷PMI的方法

利用昆蟲學證據(jù)推斷腐敗尸體PMI 一般主要有2 種方法：（1）對于沒有超出嗜尸性昆蟲生活周期一代的尸體，主要應用嗜尸性昆蟲非成熟階段（卵、幼蟲或蛹）的發(fā)育年齡推斷PMI[42]。（2）如果在犯罪現(xiàn)場和尸體上發(fā)現(xiàn)了羽化后的蛹殼等昆蟲證據(jù)，則表明嗜尸性昆蟲已經(jīng)至少完成了一代生活史，對于這種超出嗜尸性昆蟲生活周期一代的尸體，主要應用不同嗜尸性昆蟲到達尸體的先后次序以及在尸體上定植的時間等演替規(guī)律來估算PMI[43]。前者雖然較后者更精確，但通常僅用于預計PMI 在1～2 個月內(nèi)的尸體，而后者適用范圍更廣，精確程度稍差，在晚期腐敗尸體上，一些蠅類幼蟲的生長發(fā)育情況常常無法參考，群落演替規(guī)律成為唯一可使用的方法[44]。

從法醫(yī)昆蟲學推斷PMI 的原理可以看出，當完成昆蟲的種類鑒定后，盡可能詳盡地掌握不同地區(qū)和不同種類嗜尸性昆蟲的群落演替規(guī)律、生長發(fā)育資料和準確推斷嗜尸性昆蟲各個生命階段的發(fā)育時間，是精確推斷PMI 的關(guān)鍵步驟。嗜尸性昆蟲的生長發(fā)育受到溫度、光照、濕度、海拔、地域等諸多因素影響，每個地區(qū)的發(fā)育特點不盡相同，因此需要獲取并分析全世界不同國家、不同地區(qū)、不同季節(jié)、不同種類尸源性昆蟲的演替及發(fā)育學資料，最終應用統(tǒng)計學方法建立不同條件下的推斷方程[45]。

3.2 嗜尸性昆蟲發(fā)育的數(shù)據(jù)

盡管影響嗜尸性昆蟲生長發(fā)育的因素較為復雜，但昆蟲是變溫動物，通常情況下溫度是影響昆蟲生長發(fā)育規(guī)律的主要因素，因此，建立不同溫度條件下嗜尸性昆蟲發(fā)育歷程數(shù)據(jù)庫依然是腐敗尸體PMI 推斷應用的基本保證。有學者[46]研究了不同恒溫條件下嗜尸性昆蟲的生長發(fā)育資料，主要包括雙翅目中麗蠅科、麻蠅科、蠅科以及鞘翅目的一部分嗜尸性昆蟲物種，然而與龐大的嗜尸性昆蟲種類相比，還有許多嗜尸性昆蟲在不同溫度以及不同環(huán)境特點下的生長發(fā)育資料還需要不斷收集和完善，這是法醫(yī)昆蟲學最重要的研究方向之一，因為所有基于昆蟲的死亡時間推斷都是建立在昆蟲發(fā)育規(guī)律的基礎(chǔ)上。

在沒有蠅蛆病存在的情況下，PMImin推斷實際上轉(zhuǎn)化為昆蟲年齡推斷，國際上許多法醫(yī)昆蟲學者為了準確推斷嗜尸性昆蟲的發(fā)育年齡，探索出了一系列昆蟲年齡的推斷方法，主要包括昆蟲發(fā)育歷期、等蟲態(tài)線圖、幼蟲的體長變化模擬方程、發(fā)育積溫模型和等大線圖、頭咽骨骨化程度、蛹內(nèi)形態(tài)變化指標和蛹期差異基因表達等[46]。嗜尸性蠅類蛹期發(fā)育的時間往往占據(jù)總發(fā)育時間的一半，在低溫條件下甚至更長，因此，精確推斷蛹期的日齡對于PMI 推斷具有重要意義，但是由于蛹期的形態(tài)隨時間推移變化不是特別明顯，嗜尸性蠅類蛹期在日齡推斷上存在一定的困難。傳統(tǒng)上，嗜尸性蠅類蛹期的年齡推斷主要采用以下方法：（1）將現(xiàn)場獲得的蛹帶回實驗室飼養(yǎng)到成蟲，然后再推斷PMI，但是這種方法非常耗費時間和精力，而且在蛹羽化過程中也可能因為各種原因?qū)е聵颖镜乃劳鯷19]。（2）根據(jù)蛹殼的顏色變化推斷蛹期的年齡，但是蛹殼的顏色只有在蛹前期的很短一段時間內(nèi)有明顯變化，對于蛹中期和后期并不適用[46]。（3）解剖蛹殼，通過觀察蛹發(fā)育的形態(tài)特點來推斷蛹期的年齡，但是這種方法比較耗費時間，而且需要經(jīng)過長期訓練的專門性人才[47]。因此，探索其他能推斷蛹期日齡的定量方法就顯得非常有必要。發(fā)育生物學研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲的變態(tài)發(fā)育是一個細胞遷移、細胞增殖、細胞凋亡和組織重塑的過程，許多差異表達基因（differential expressed gene，DEG）被誘導并在整個變態(tài)發(fā)育過程中發(fā)生有規(guī)律的改變[48]。利用差異表達基因推斷嗜尸性蠅類的蛹期日齡是一種新型、可行的方法。ARBEITMAN 等[49-50]對黑腹果蠅Drosophila melano?gaster（Meigen，1830）（Diptera：Drosophilidae）生 長 發(fā)育過程中的相關(guān)基因表達圖譜和變化規(guī)律進行了探究。TARONE 等[51]首次將3 個差異表達基因bcd、sll、cs用于絲光綠蠅的年齡推斷。此后，TARONE 等[52]、BOEHME 等[53-54]、SHANG 等[55]分別利用不同的差異表達基因?qū)z光綠蠅Lucilia sericata（Meigen，1826）幼蟲時期、紅頭麗蠅Calliphora vicina（Robineau-Desvoidy，1830）蛹期、棕尾別麻蠅蛹期的日齡推斷進行了研究，表明差異表達基因在嗜尸性蠅類日齡推斷中具有巨大的潛力。

3.3 嗜尸性昆蟲的演替

在自然環(huán)境中，同一地區(qū)同一季節(jié)相似環(huán)境下的嗜尸性昆蟲在尸體上的群落演替模式是近似的，這種模式被稱為嗜尸性昆蟲群落演替規(guī)律[56]。正是由于這種規(guī)律的存在，法庭工作者才能在實際案件中使用這一規(guī)律來推斷某一地區(qū)腐敗尸體的PMI。對于尸體腐敗階段的劃分，主要分為2 種[46]：一種是Payne 等學者提出的六分法，即新鮮期、腫脹期、快速腐敗期（腐敗早期）、深度腐敗期（腐敗晚期）、干化期（白骨化期）；另一種是Goff 和Anderson 等主張的五分法，其唯一差異在于將干化期和白骨化期合并為殘骸期。各學者對于腐敗期的劃分均是結(jié)合其研究地點的昆蟲群落特點總結(jié)出來的，并不存在唯一的模式。不管尸體腐敗階段如何劃分，其目的都是為了更好地區(qū)分嗜尸性昆蟲群落演替波次[56-58]。新鮮期尸體常見的嗜尸性昆蟲為麗蠅科的綠蠅屬和金蠅屬或麗蠅屬，大多數(shù)嗜尸性蠅類多于數(shù)小時內(nèi)產(chǎn)卵。腫脹期尸體常見的嗜尸性昆蟲為麗蠅科、麻蠅科、蠅科、蚤蠅科、埋葬甲科、皮蠹科等，許多捕食性甲蟲如隱翅蟲科、閻甲科等也開始大量出現(xiàn)在尸體上?？焖俑瘮∑冢ǜ瘮≡缙冢┦w常見的嗜尸性昆蟲為黑蠅屬、齒股蠅屬、酪蠅科、鼓翅蠅科等，一些雜食性的昆蟲如郭公甲科、露尾甲科也開始抵達。深度腐敗期（腐敗晚期）大量的蠅蛆開始化蛹，皮蠹科、露尾甲科常常選擇此時產(chǎn)卵。干化期（白骨化期）尸體上常常有數(shù)量巨大的皮蠹幼蟲或露尾甲成蟲[46，58]。

作為一種PMI 推斷的方法，嗜尸性昆蟲群落演替規(guī)律能給晚期腐敗尸體案件的偵破提供相當有用的信息，然而，在自然環(huán)境中，昆蟲群落演替受到諸多外部環(huán)境因素和尸體本身因素的影響。作為一種變溫動物，昆蟲以及其他相關(guān)節(jié)肢動物的生長發(fā)育和外部環(huán)境因素緊密相關(guān)，外部環(huán)境的任何一項因素，如溫度、濕度、風力、降雨、光周期等，均可對尸體上的昆蟲產(chǎn)生影響，繼而引起嗜尸性昆蟲群落演替規(guī)律的變化[59]。尸體本身因素，如尸體大小、尸體狀態(tài)、衣著和包裝物、藥物與毒物等，也會對昆蟲群落的演替產(chǎn)生影響[60]。在這諸多影響因素中，如溫濕度、光周期、降雨量和風向風速等可以通過現(xiàn)場附近的氣象部門獲取，但有些如昆蟲分布地理性差異、季節(jié)性差異、城鄉(xiāng)差異以及埋葬、火燒、水淹等則需要具體情況具體分析。因此，使用這種方法解決實際案件中的問題，必須提前對各地區(qū)的嗜尸性昆蟲群落演替規(guī)律進行廣泛調(diào)查。

4 法醫(yī)昆蟲毒理學

4.1 法醫(yī)昆蟲毒理學的歷史和研究現(xiàn)狀

法醫(yī)昆蟲毒理學是應用昆蟲學、毒理學及其他自然科學的理論與技術(shù)，研究并解決司法實踐中有關(guān)中毒問題的一門相對較新的交叉學科[61]。其主要研究內(nèi)容包括：通過檢測嗜尸性昆蟲體內(nèi)毒（藥）物，來推斷死者生前染毒情況，為推測死亡原因提供有效信息；通過觀察毒（藥）物對嗜尸性昆蟲的生長發(fā)育影響，協(xié)助法醫(yī)進行PMI 的推斷。通過檢測嗜尸性昆蟲體內(nèi)毒（藥）物來推斷死者生前染毒情況作為法醫(yī)毒理學的重要組成部分，其可靠性和實際應用價值已得到廣泛認同，特別是在尸體高度腐敗甚至白骨化的案件中，嗜尸性昆蟲的毒（藥）物檢測價值愈發(fā)凸顯[61-63]。

法醫(yī)昆蟲毒理學的發(fā)展歷史較短，第一次真正的應用發(fā)表于1980 年，1 名22 歲懷疑中毒死亡的女性被發(fā)現(xiàn)時，尸體處于白骨化初期，沒有體液或組織可以獲得，法醫(yī)昆蟲學者用氣相色譜法檢測技術(shù)在白骨化尸體周圍的蠅蛆體內(nèi)發(fā)現(xiàn)苯巴比妥成分，推斷死者生前服用大劑量安眠藥[64]。此后，許多毒（藥）物，如阿米替林、對乙酰氨基酚、氫化可的松、曲唑酮、曲米帕明、替馬西泮、苯二氮?類、巴比妥類、甲丙氨酯、鹽酸哌甲酯、甲基苯丙胺、氯丙咪嗪、溴西泮、左美丙嗪、鹽酸可卡因、去甲替林、阿片類、去甲西泮、苯環(huán)己哌啶、可待因、殺蟲劑和農(nóng)藥等，在昆蟲的體內(nèi)被檢測到[62]。

4.2 法醫(yī)昆蟲毒理學在推斷死亡原因中的應用

昆蟲學證據(jù)可以為無常規(guī)檢材遺留案件提供毒理學信息。在法醫(yī)學實踐中，當尸體已經(jīng)高度腐敗或者相關(guān)傳統(tǒng)毒理學檢驗材料，如血液、尿液、肝、腎等組織無法取得時，嗜尸性昆蟲則可能發(fā)揮重要作用，以尸體為食的昆蟲，如蠅蛆、甲蟲及其蛹或蛹殼等仍可能在相當長的時間內(nèi)存在，而其攝入體內(nèi)的人體組織中的某些毒（藥）物成分則可能會在其體內(nèi)蓄積，使得法醫(yī)毒理學證據(jù)得以保存，而且，相比腐敗組織，嗜尸性昆蟲的毒（藥）物分析結(jié)果更為可靠，不易受尸體腐敗分解產(chǎn)物的干擾[63]。昆蟲檢材能夠提供死者生前的染毒（藥）信息，一旦在昆蟲體內(nèi)檢出自然環(huán)境中不存在的藥物，即可判定死者生前服藥或中毒。這種優(yōu)勢在無尸體組織、體液殘留或殘存檢材不滿足檢測條件時（尸體白骨化或木乃伊化）體現(xiàn)得更為明顯[63，65]。

4.3 法醫(yī)昆蟲毒理學在推斷PMI中的應用

在法醫(yī)昆蟲學實踐中發(fā)現(xiàn)，當組織中含有某些毒（藥）物的時候，在其上取食的蠅蛆生長速度和發(fā)育歷期會受到影響，因此，在利用昆蟲學證據(jù)進行PMI推斷的時候，一定要考慮毒（藥）物對嗜尸性昆蟲生長發(fā)育的影響，通過研究不同藥物對不同種類嗜尸性昆蟲生長發(fā)育的影響，對原有的PMI推斷理論體系進行修正，將對PMI 的準確推斷提供重要價值[65]。早在1989 年，GOFF 等[66]就報道了尸體內(nèi)的海洛因和可卡因會加速棕尾別麻蠅幼蟲的生長發(fā)育，之后GOFF 等[67]又發(fā)現(xiàn)較高濃度的甲基苯丙胺會加速緋角亞麻蠅Parasar?cophaga ruficorni（Fabricius，1794）的生長，而低濃度的二亞甲基雙氧苯丙胺會延遲緋角亞麻蠅幼蟲的發(fā)育，較高濃度的阿米替林和苯環(huán)己哌啶會嚴重延緩緋角亞麻蠅蛹期的發(fā)育。2019 年，WANG 等[68]報道，甲基苯丙胺縮短了巨尾阿麗蠅Aldrichina grahami（Aldrich，1930）的發(fā)育時間。到目前為止，傳統(tǒng)毒品（如海洛因、嗎啡等）、新型毒品（如冰毒、搖頭丸）、成癮性醫(yī)用合成藥物（如三環(huán)類、苯二氮?類等）、非成癮性醫(yī)用合成藥物（如氨芐西林、頭孢唑啉、頭孢唑肟、克林霉素、慶大霉素、美洛西林、萬古霉素、氫化可的松、美索比妥鈉等）對嗜尸性蠅類包括棕尾別麻蠅、緋角亞麻蠅、紅頭麗蠅、絲光綠蠅、大頭金蠅Chryso?myia megacephala（Fabricius，1794）等生長發(fā)育的影響已經(jīng)被研究和報道[62，65，69]。

法醫(yī)昆蟲毒理學是法醫(yī)昆蟲學的前沿領(lǐng)域之一，通過嗜尸性昆蟲樣本進行毒（藥）物定性檢測的意義已得到充分肯定。未來法醫(yī)昆蟲毒理學的研究方向應主要集中于探討藥物在昆蟲體內(nèi)的分布代謝規(guī)律，以掌握昆蟲對各類藥物的代謝強度和機制，為定量毒理學研究奠定基礎(chǔ)，以及擴大研究不同毒（藥）物對不同種類嗜尸性昆蟲生長發(fā)育的影響，進一步從深層次揭示毒（藥）物影響嗜尸性昆蟲行為的機制，為法醫(yī)昆蟲毒理學在法庭科學中的應用提供科學依據(jù)。

5 人工智能在法醫(yī)昆蟲學中的應用

人工智能（artificial intelligence，AI）是一門多學科間廣泛交叉的前沿科學，主要是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應用系統(tǒng)，隨著AI 研究領(lǐng)域的不斷擴展，AI 技術(shù)被逐漸應用于法醫(yī)學研究領(lǐng)域。在法醫(yī)昆蟲學領(lǐng)域，BUTCHER等[70]于2013 年將AI 用于絲光綠蠅幼蟲的烴類物質(zhì)在氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrome?try，GC-MS）分布圖的自主分析，并借此建立蠅幼蟲年齡預測模型，獲得最高97.5%的預測準確率。隨后，MOORE 等[71-72]根據(jù)麗蠅幼蟲表皮碳氫化合物其化學成分隨時間的變化構(gòu)建了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡的麗蠅幼蟲年齡推斷模型，隨后用同樣的方法構(gòu)建了麗蠅成蟲年齡推斷模型，為精準推斷PMI 提供了新方法。BEYRAMYSOLTAN 等[73]利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡（artificial neural network，ANN）處理包括麗蠅科、麻蠅科和蚤蠅科為代表的一些嗜尸性昆蟲幼蟲、蛹和成蟲組織的實時直接分析高分辨質(zhì)譜（direct analysis in real timehigh resolution mass spectrometry，DART-HRMS）分析結(jié)果，對這些嗜尸性昆蟲幼蟲、蛹和成蟲的種類鑒定，可以實現(xiàn)分別為100%、96%和93%的預測準確率，為法醫(yī)昆蟲學中快速物種鑒定提供了新的方向。未來將AI 技術(shù)應用于法醫(yī)昆蟲學領(lǐng)域，考慮實際案件中多因素的參與，同時消除人工分析時產(chǎn)生的主觀偏差，最終形成“人工智能+法醫(yī)昆蟲學=數(shù)字法醫(yī)昆蟲學（digital forensic entomology）”的新模式，可能是解決昆蟲學證據(jù)在法庭科學中應用時所遇到的一些關(guān)鍵性問題的新策略。

6 基因組學在法醫(yī)昆蟲學中的應用

全基因組de novo 測序（基因組從頭測序）是指對基因組序列未知的某個物種的全基因組序列的測序，利用生物信息學手段對測序序列進行拼接、組裝和注釋，從而獲得該物種完整的基因組序列圖譜。全基因組序列圖譜完成后，可以構(gòu)建該物種的基因組數(shù)據(jù)庫，為該物種的后基因組學研究搭建一個高效的平臺，為后續(xù)的基因挖掘、功能驗證提供DNA 序列信息。SCOTT 等[74-75]報道了家蠅Musca domestica（Lin?naeus，1758）、伏蠅Phormia regina（Meigen，1826）的基因組序列草圖。2020 年，MENG 等[76]對巨尾阿麗蠅完成了染色體級別的基因組組裝和解析。隨后，棕尾別麻蠅基因組也完成了染色體水平的測序和組裝，基因組結(jié)構(gòu)和功能分析揭示了肉蠅系統(tǒng)發(fā)育的多樣性，為揭示棕尾別麻蠅和其他食腐肉物種的適應性進化提供了重要的資源[77]。對重要嗜尸性昆蟲精細基因組圖譜的組裝和分析，可以篩選出大量該物種特有基因、直系同源基因家族及成員、發(fā)生擴張或收縮的基因家族，結(jié)合相關(guān)基因的注釋信息，對解讀法醫(yī)昆蟲學相關(guān)種類嗜尸行為的差異，揭示行為發(fā)生的機制及影響因素具有重要價值。同時在基因組水平上的研究將加深對昆蟲遺傳背景的了解，提高對解讀昆蟲物證的嚴謹性，推動法醫(yī)昆蟲學在實際案件中的廣泛應用，對該領(lǐng)域今后的研究具有重要意義。

雖然法醫(yī)昆蟲學有了長足發(fā)展，但研究仍集中于現(xiàn)象觀察和數(shù)據(jù)收集等基礎(chǔ)工作，缺少全面系統(tǒng)的嗜尸性昆蟲生長發(fā)育分子信息相關(guān)研究，昆蟲學證據(jù)在法庭科學中應用時所遇到的一些關(guān)鍵性問題還需要進一步研究和標準化，伴隨生命科學領(lǐng)域基因組學、代謝組學、功能組學等相關(guān)技術(shù)，以及計算機科學領(lǐng)域AI 技術(shù)的快速發(fā)展，法醫(yī)昆蟲學應該借助這一輪技術(shù)革新，在保持傳統(tǒng)研究方向的情況下，引入新的技術(shù)，嘗試從分子信息和大數(shù)據(jù)AI 層面尋找解決途徑，更大程度提升昆蟲學證據(jù)在法庭科學應用中的價值和范圍。