任立品，尚艷杰，郭亞東

中南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院法醫(yī)系，湖南 長沙410013

法醫(yī)昆蟲學(xué)（forensic entomology）是昆蟲學(xué)和法醫(yī)學(xué)相互結(jié)合并相互影響的一門交叉應(yīng)用學(xué)科，利用昆蟲學(xué)的理論和方法，研究并解決法庭科學(xué)中與昆蟲相關(guān)的問題。法醫(yī)昆蟲學(xué)的應(yīng)用范圍涉及刑事、民事、行政案件，主要任務(wù)是利用嗜尸性昆蟲進(jìn)行死亡時(shí)間（postmortem interval，PMI）、死亡地點(diǎn)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(dòng)物。20 世紀(jì)以來，國內(nèi)外法醫(yī)學(xué)者陸續(xù)報(bào)道了世界各地利用昆蟲學(xué)證據(jù)解決法庭調(diào)查相關(guān)問題的實(shí)際應(yīng)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(shí)犯罪現(xiàn)場的昆蟲證據(jù)在法庭科學(xué)中具有重要的應(yīng)用價(jià)值，然而，為使昆蟲學(xué)相關(guān)證據(jù)能夠滿足法庭科學(xué)的要求，提高昆蟲學(xué)證據(jù)在法庭科學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值與范圍，一些關(guān)鍵性問題還需要進(jìn)一步研究和標(biāo)準(zhǔn)化。例如，為了使現(xiàn)場的昆蟲學(xué)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(xué)現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)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(jìn)行PMI 推斷的準(zhǔn)確性，更需要快速、準(zhǔn)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(xué)證據(jù)在法庭科學(xué)中應(yīng)用時(shí)所遇到的一些關(guān)鍵性問題進(jìn)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(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行展望，以期為科研與法庭調(diào)查中昆蟲學(xué)證據(jù)的應(yīng)用提供幫助。

1 法醫(yī)昆蟲學(xué)檢驗(yàn)操作標(biāo)準(zhǔn)

法醫(yī)昆蟲學(xué)是為法律提供證據(jù)的科學(xué)，犯罪現(xiàn)場的昆蟲學(xué)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(yùn)輸?shù)炔僮鳝h(huán)節(jié)都必須遵循統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化的操作規(guī)程，這樣的昆蟲學(xué)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(shí)間（如1、30、60、90 s）、測量時(shí)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(zhǔn)確性。因此，為了降低這些因素的影響，使法醫(yī)昆蟲學(xué)更好地應(yīng)用于法庭科學(xué)，標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室操作指導(dǎo)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(xué)專著A Manual of Forensic Entomology中就提出了昆蟲學(xué)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(xué)協(xié)會(huì)（European Association for Forensic Entomology，EAFE）發(fā)布了法醫(yī)昆蟲學(xué)現(xiàn)場和實(shí)驗(yàn)室操作的最低標(biāo)準(zhǔn)與指南，其中包括用于收集昆蟲學(xué)證據(jù)相關(guān)設(shè)備的概述以及所用方法的詳細(xì)說明，對一些法醫(yī)昆蟲學(xué)的關(guān)鍵術(shù)語進(jìn)行了定義，對最短死亡時(shí)間（minimum post?mortem interval，PMImin）估計(jì)的重要方法進(jìn)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(xué)者的支持和認(rèn)可。2010 年，BYRD 等[21]在其法醫(yī)昆蟲學(xué)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(rèn)為法醫(yī)昆蟲學(xué)科學(xué)研究設(shè)計(jì)和理論數(shù)據(jù)獲得等方面也需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范，以使獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)得起重復(fù)性檢驗(yàn)。在國內(nèi)，2016 年，馬孟云等[23]對法醫(yī)昆蟲學(xué)檢驗(yàn)現(xiàn)場操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了初步探討。2018 年，王禹等[24]對法醫(yī)昆蟲學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。然而到目前為止，還沒有形成一個(gè)國際統(tǒng)一的操作標(biāo)準(zhǔn)。

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(xué)相關(guān)研究和實(shí)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(jìn)展中最為常見的昆蟲，在死亡后很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)到達(dá)尸體，在實(shí)踐工作及科學(xué)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(xué)鑒定

嗜尸性昆蟲在人體死亡后迅速抵達(dá)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(jìn)行PMI 推斷的主要原理是：采集尸體上的昆蟲標(biāo)本進(jìn)行準(zhǔn)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(zhǔn)確地判斷其發(fā)育階段、計(jì)算發(fā)育到該階段所經(jīng)歷時(shí)間，進(jìn)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(zhǔn)確的種類鑒定是嗜尸性昆蟲在法醫(yī)案件應(yīng)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(xué)方法，是昆蟲種類鑒定公認(rèn)的“金標(biāo)準(zhǔn)”，主要不足之處為繁多的昆蟲種類使得形態(tài)學(xué)鑒別要點(diǎn)極為復(fù)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(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用[28-29]。

2.3 嗜尸性昆蟲分子生物學(xué)鑒定

隨著生命科學(xué)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(xué)工作者把目光轉(zhuǎn)向了分子生物學(xué)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(biāo)記進(jìn)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(bǔ)了形態(tài)學(xué)鑒定的一些不足，促進(jìn)了法醫(yī)昆蟲學(xué)的快速發(fā)展。昆蟲的線粒體基因組（mitogenome）是一個(gè)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(gè)蛋白質(zhì)編碼基因，22 個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)RNA 基因，2 個(gè)核糖體RNA 基因和1 個(gè)非編碼控制區(qū)[31]。21 世紀(jì)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(yīng)用于嗜尸性昆蟲的種類鑒定研究，主要包括細(xì)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(gè)蛋白質(zhì)編碼基因+2 個(gè)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(biāo)記可以實(shí)現(xiàn)對大部分嗜尸性昆蟲的準(zhǔn)確鑒定[31-32]。此外，GUO 等[33]創(chuàng)新性地將核基因period和應(yīng)用最廣泛、效果最好的線粒體COⅠ基因聯(lián)合在一起，證實(shí)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(shí)，有學(xué)者[34]在尋找嗜尸性昆蟲最佳分子標(biāo)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(jià)值。CHEN 等[35]應(yīng)用焦磷酸測序技術(shù)檢測mtDNA 單倍型類群，將第三代遺傳標(biāo)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(biāo)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(xué)鑒定，應(yīng)用分子標(biāo)記進(jìn)行種類鑒定具有較強(qiáng)的客觀性，其主要優(yōu)點(diǎn)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(jìn)行測序分析，然后根據(jù)相應(yīng)的分子標(biāo)記同源比對分析即可進(jìn)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(xué)方法的重要補(bǔ)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(xué)的研究熱點(diǎn)之一。

2.4 嗜尸性昆蟲圖像識(shí)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(fèi)時(shí)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(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)的快速發(fā)展，除了形態(tài)學(xué)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(diǎn)，已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于昆蟲的種類鑒定研究[37]。目前的昆蟲圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)就是利用圖像獲取設(shè)備捕獲昆蟲數(shù)字化圖象，利用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對圖像進(jìn)行處理與分析，把昆蟲標(biāo)本圖像中的數(shù)字形態(tài)學(xué)特征參數(shù)提取出來，通過預(yù)先設(shè)定的分析模型，以識(shí)別各種圖像中目標(biāo)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(diǎn)或標(biāo)志，對任何身體結(jié)構(gòu)進(jìn)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(diǎn)通常被用作標(biāo)志點(diǎn)，其中，應(yīng)用翅脈的圖像數(shù)字化分析進(jìn)行種類鑒定的準(zhǔn)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(shí)[38-39]。目前，已有多個(gè)昆蟲數(shù)字形態(tài)特征識(shí)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(xué)分類的有利補(bǔ)充，也為法醫(yī)昆蟲學(xué)種類鑒定領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能，未來在現(xiàn)有形態(tài)學(xué)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(xué)領(lǐng)域，希望能構(gòu)建更為實(shí)用、快速、準(zhǔn)確、經(jīng)濟(jì)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(zhǔn)確鑒定種類，法醫(yī)昆蟲學(xué)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(yīng)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?xì)浠衔锝M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(xué)、分子生物學(xué)和免疫學(xué)的發(fā)展，一些先進(jìn)的技術(shù)［如流式細(xì)胞技術(shù)、聚合酶鏈反應(yīng)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(shí)時(shí)高分辨率質(zhì)譜分析等］也逐漸被應(yīng)用于嗜尸性昆蟲的種類鑒定，提高物種鑒定的準(zhǔn)確率，促進(jìn)法醫(yī)昆蟲學(xué)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(xué)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(yīng)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?xì)さ壤ハx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(yīng)用不同嗜尸性昆蟲到達(dá)尸體的先后次序以及在尸體上定植的時(shí)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(yù)計(jì)PMI 在1～2 個(gè)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(xué)推斷PMI 的原理可以看出，當(dāng)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(zhǔn)確推斷嗜尸性昆蟲各個(gè)生命階段的發(fā)育時(shí)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(gè)地區(qū)的發(fā)育特點(diǎn)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(xué)資料，最終應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)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(fù)雜，但昆蟲是變溫動(dòng)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(yīng)用的基本保證。有學(xué)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(diǎn)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(xué)最重要的研究方向之一，因?yàn)樗谢诶ハx的死亡時(shí)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(shí)際上轉(zhuǎn)化為昆蟲年齡推斷，國際上許多法醫(yī)昆蟲學(xué)者為了準(zhǔn)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(biāo)和蛹期差異基因表達(dá)等[46]。嗜尸性蠅類蛹期發(fā)育的時(shí)間往往占據(jù)總發(fā)育時(shí)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(shí)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(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)到成蟲，然后再推斷PMI，但是這種方法非常耗費(fèi)時(shí)間和精力，而且在蛹羽化過程中也可能因?yàn)楦鞣N原因?qū)е聵颖镜乃劳鯷19]。（2）根據(jù)蛹?xì)さ念伾兓茢嘤计诘哪挲g，但是蛹?xì)さ念伾挥性谟记捌诘暮芏桃欢螘r(shí)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?xì)?，通過觀察蛹發(fā)育的形態(tài)特點(diǎn)來推斷蛹期的年齡，但是這種方法比較耗費(fèi)時(shí)間，而且需要經(jīng)過長期訓(xùn)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(xué)研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲的變態(tài)發(fā)育是一個(gè)細(xì)胞遷移、細(xì)胞增殖、細(xì)胞凋亡和組織重塑的過程，許多差異表達(dá)基因（differential expressed gene，DEG）被誘導(dǎo)并在整個(gè)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(dá)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(dá)圖譜和變化規(guī)律進(jìn)行了探究。TARONE 等[51]首次將3 個(gè)差異表達(dá)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(dá)基因?qū)z光綠蠅Lucilia sericata（Meigen，1826）幼蟲時(shí)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(jìn)行了研究，表明差異表達(dá)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(shí)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(xué)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(xué)者對于腐敗期的劃分均是結(jié)合其研究地點(diǎn)的昆蟲群落特點(diǎn)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(shí)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(dá)。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(shí)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(dāng)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(dòng)物，昆蟲以及其他相關(guān)節(jié)肢動(dòng)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(xiàng)因素，如溫度、濕度、風(fēng)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(huì)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(fēng)向風(fēng)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(shí)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(jìn)行廣泛調(diào)查。

4 法醫(yī)昆蟲毒理學(xué)

4.1 法醫(yī)昆蟲毒理學(xué)的歷史和研究現(xiàn)狀

法醫(yī)昆蟲毒理學(xué)是應(yīng)用昆蟲學(xué)、毒理學(xué)及其他自然科學(xué)的理論與技術(shù)，研究并解決司法實(shí)踐中有關(guān)中毒問題的一門相對較新的交叉學(xué)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(jìn)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(xué)的重要組成部分，其可靠性和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值已得到廣泛認(rèn)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(jià)值愈發(fā)凸顯[61-63]。

法醫(yī)昆蟲毒理學(xué)的發(fā)展歷史較短，第一次真正的應(yīng)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(shí)，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(xué)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(xué)在推斷死亡原因中的應(yīng)用

昆蟲學(xué)證據(jù)可以為無常規(guī)檢材遺留案件提供毒理學(xué)信息。在法醫(yī)學(xué)實(shí)踐中，當(dāng)尸體已經(jīng)高度腐敗或者相關(guān)傳統(tǒng)毒理學(xué)檢驗(yàn)材料，如血液、尿液、肝、腎等組織無法取得時(shí)，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?xì)さ热钥赡茉谙喈?dāng)長的時(shí)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(huì)在其體內(nèi)蓄積，使得法醫(yī)毒理學(xué)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(shí)（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(xué)在推斷PMI中的應(yīng)用

在法醫(yī)昆蟲學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)組織中含有某些毒（藥）物的時(shí)候，在其上取食的蠅蛆生長速度和發(fā)育歷期會(huì)受到影響，因此，在利用昆蟲學(xué)證據(jù)進(jìn)行PMI推斷的時(shí)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(jìn)行修正，將對PMI 的準(zhǔn)確推斷提供重要價(jià)值[65]。早在1989 年，GOFF 等[66]就報(bào)道了尸體內(nèi)的海洛因和可卡因會(huì)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(huì)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(huì)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(huì)嚴(yán)重延緩緋角亞麻蠅蛹期的發(fā)育。2019 年，WANG 等[68]報(bào)道，甲基苯丙胺縮短了巨尾阿麗蠅Aldrichina grahami（Aldrich，1930）的發(fā)育時(shí)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(bào)道[62，65，69]。

法醫(yī)昆蟲毒理學(xué)是法醫(yī)昆蟲學(xué)的前沿領(lǐng)域之一，通過嗜尸性昆蟲樣本進(jìn)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(xué)的研究方向應(yīng)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(qiáng)度和機(jī)制，為定量毒理學(xué)研究奠定基礎(chǔ)，以及擴(kuò)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(jìn)一步從深層次揭示毒（藥）物影響嗜尸性昆蟲行為的機(jī)制，為法醫(yī)昆蟲毒理學(xué)在法庭科學(xué)中的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

5 人工智能在法醫(yī)昆蟲學(xué)中的應(yīng)用

人工智能（artificial intelligence，AI）是一門多學(xué)科間廣泛交叉的前沿科學(xué)，主要是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)，隨著AI 研究領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，AI 技術(shù)被逐漸應(yīng)用于法醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域。在法醫(yī)昆蟲學(xué)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(yù)測模型，獲得最高97.5%的預(yù)測準(zhǔn)確率。隨后，MOORE 等[71-72]根據(jù)麗蠅幼蟲表皮碳?xì)浠衔锲浠瘜W(xué)成分隨時(shí)間的變化構(gòu)建了基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)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(zhǔn)推斷PMI 提供了新方法。BEYRAMYSOLTAN 等[73]利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（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(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)分別為100%、96%和93%的預(yù)測準(zhǔn)確率，為法醫(yī)昆蟲學(xué)中快速物種鑒定提供了新的方向。未來將AI 技術(shù)應(yīng)用于法醫(yī)昆蟲學(xué)領(lǐng)域，考慮實(shí)際案件中多因素的參與，同時(shí)消除人工分析時(shí)產(chǎn)生的主觀偏差，最終形成“人工智能+法醫(yī)昆蟲學(xué)=數(shù)字法醫(yī)昆蟲學(xué)（digital forensic entomology）”的新模式，可能是解決昆蟲學(xué)證據(jù)在法庭科學(xué)中應(yīng)用時(shí)所遇到的一些關(guān)鍵性問題的新策略。

6 基因組學(xué)在法醫(yī)昆蟲學(xué)中的應(yīng)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(gè)物種的全基因組序列的測序，利用生物信息學(xué)手段對測序序列進(jìn)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(xué)研究搭建一個(gè)高效的平臺(tái)，為后續(xù)的基因挖掘、功能驗(yàn)證提供DNA 序列信息。SCOTT 等[74-75]報(bào)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(jí)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(yīng)性進(jìn)化提供了重要的資源[77]。對重要嗜尸性昆蟲精細(xì)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(kuò)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(xué)相關(guān)種類嗜尸行為的差異，揭示行為發(fā)生的機(jī)制及影響因素具有重要價(jià)值。同時(shí)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(yán)謹(jǐn)性，推動(dòng)法醫(yī)昆蟲學(xué)在實(shí)際案件中的廣泛應(yīng)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(xué)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(xué)證據(jù)在法庭科學(xué)中應(yīng)用時(shí)所遇到的一些關(guān)鍵性問題還需要進(jìn)一步研究和標(biāo)準(zhǔn)化，伴隨生命科學(xué)領(lǐng)域基因組學(xué)、代謝組學(xué)、功能組學(xué)等相關(guān)技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域AI 技術(shù)的快速發(fā)展，法醫(yī)昆蟲學(xué)應(yīng)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(xué)證據(jù)在法庭科學(xué)應(yīng)用中的價(jià)值和范圍。