法医学杂志

法医学杂志, 2021, 37(5): 673-682 DOI: 10.12116/j.issn.1004-5619.2020.401216

综述

嗜尸性昆虫发育生物学研究进展

王禹,1, 巩强2, 刘振江2, 王嫚1, 徐旺1, 王颖慧1, 王江峰,1

1.苏州大学法医学系，江苏 苏州 215000

2.重庆市公安局刑事侦查总队，重庆 401147

Research Progress on Developmental Biology of Sarcosaprophagous Insects

WANG Yu,1, GONG Qiang2, LIU Zhen-jiang2, WANG Man1, XU Wang1, WANG Ying-hui1, WANG Jiang-feng,1

1.Department of Forensic Science, Soochow University, Suzhou 215000, Jiangsu Province, China

2.Criminal Police Department of Chongqing Public Security Bureau, Chongqing 401147, China

通讯作者: 王江峰，男，教授，主要从事法医昆虫学、法医植物学及法医微生物学研究；E-mail：jfwang@suda.edu.cn

编委: 张建华

收稿日期: 2020-12-31  

基金资助: 国家自然科学基金资助项目.  31872258.  32070508.  82002007
公安部重点资助项目.  2018JSYJA15

Received: 2020-12-31  

作者简介 About authors

王禹（1988—），男，讲师，主要从事法医昆虫学研究；E-mail：yuw@suda.edu.cn

摘要

法医昆虫学为推断死亡时间提供了一条确实可行的途径，其中嗜尸性昆虫的生长发育规律是法医学实践中应用最广泛的指标。多年来，法医昆虫学者已经开展了大量嗜尸性昆虫发育生物学研究。本文从温度、湿度、光照、食物类型及毒物方面对影响嗜尸性昆虫发育的主要因素进行了阐述，从形态学、差异基因表达及生物化学特征角度对嗜尸性昆虫的发育指标进行回顾，强调未来嗜尸性昆虫发育生物学研究应当充分吸纳和融合人工智能和组学的方法，并进一步拓展研究对象，以建立客观性更强、精度更高的死亡时间推断方法。

关键词： 法医病理学 ; 法医昆虫学 ; 发育生物学 ; 嗜尸性昆虫 ; 死亡时间 ; 综述

Abstract

Forensic entomology provides a feasible way to estimate postmortem interval （PMI）, of which the growth and development of sarcosaprophagous insects is the most widely used indicator in forensic practice. Over the years, forensic entomologists have carried out a large number of studies on the development biology of sarcosaprophagous insects. This paper illustrates the main factors that affect the development of sarcosaprophagous insects, including temperature, humidity, light, food types and poisons. The development indicators of sarcosaprophagous insects were reviewed from the perspectives of morphology, differential gene expression and biochemical characteristics. It is emphasized that future research of development biology on sarcosaprophagous insects should fully absorb and integrate the methods of artificial intelligence and omics, and the research object also needs further expansion in order to establish a more objective and more accurate PMI estimation method.

Keywords： forensic pathology ; forensic entomology ; developmental biology ; sarcosaprophagous insects ; postmortem interval ; review

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本文引用格式

王禹, 巩强, 刘振江, 王嫚, 徐旺, 王颖慧, 王江峰. 嗜尸性昆虫发育生物学研究进展. 法医学杂志[J], 2021, 37(5): 673-682 DOI:10.12116/j.issn.1004-5619.2020.401216

WANG Yu, GONG Qiang, LIU Zhen-jiang, WANG Man, XU Wang, WANG Ying-hui, WANG Jiang-feng. Research Progress on Developmental Biology of Sarcosaprophagous Insects. Journal of Forensic Medicine[J], 2021, 37(5): 673-682 DOI:10.12116/j.issn.1004-5619.2020.401216

当人或者动物死亡以后，体内有序的生物化学活动逐渐停止，尸体成为营养丰富却毫无防卫能力的有机体。大量生物会被尸体形成的瞬时资源孤岛（ephemeral resource island）吸引，争夺有限的食物资源。嗜尸性昆虫凭借敏锐的嗅觉和出色的飞行能力往往能够最先发现尸体，成为尸体最早的目击者[1]。当其在尸体上产下卵或者幼虫的那一刻起，死亡时间就开始记录。嗜尸性昆虫子代的发育时间实际上代表着尸体至少已经经历的死亡时间，法医昆虫学将这段时间定义为最短死亡时间（minimum postmortem interval，PMImin）[2]。AMENDT等[2]提出的PMImin规避了昆虫入侵前期（pre-colonization interval）的不确定性，指引法医昆虫学研究应更加关注昆虫到达尸体后的时间问题，即研究嗜尸性昆虫的生长发育规律。多年来，法医昆虫学者已经开展了大量研究以阐明不同因素对嗜尸性昆虫发育的影响，并不断对嗜尸性昆虫的发育模型进行改进，为利用发育规律推断PMImin打下了坚实的基础。

1 影响嗜尸性昆虫发育的因素

1.1 温度

昆虫是变温动物，其体内的化学反应速度受环境温度的影响显著。一般来说，温度与发育速率的关系呈钟形曲线，当环境温度高于昆虫能够发育的最低温度，即发育起点温度时，随着温度升高，发育速率以较缓的方式升高。当环境温度上升至昆虫发育的适宜温度时，发育速率呈线性上升。而当环境温度继续升高逐渐达到昆虫的致死温度时，发育速率则急剧下降，造成昆虫死亡[1,3]。

鉴于温度是影响昆虫生长发育最重要的因素，法医昆虫学对发育的研究多以温度作为唯一变量。此外，考虑到同一个温度值其变温的形式是千变万化的，因此大多数法医昆虫学发育研究是在恒温下进行的。当应用在恒温下获取的数据时，法医昆虫学者通常先将尸体所在的环境温度平均处理，然后利用与平均值相同或相近恒温下的发育数据进行PMImin推断[4]。关于恒温和变温对昆虫生长发育的影响引发了研究者的广泛讨论，形成了不同的研究结果。有的研究[5]表明，昆虫在变温与恒温下的发育无显著性差异，而有些研究[6-7]则认为变温会在一定程度上加速或减缓昆虫的发育。当变温的低温和高温均落在昆虫的适宜温度范围时，昆虫在变温及恒温下的发育时间则应相同或相近；而当变温的低温低于或接近发育起点温度或高温接近或高于最高致死温度时（即发育速率钟型曲线的首尾端时），这种变温与恒温下的发育时间则会出现偏差[8]。

此外，若变温的温度变化幅度增加，变温与恒温发育速率之间的差异也会增大。WARREN等[6]比较了新陆原伏蝇在4~28 ℃和9~23 ℃变温与平均温度为16 ℃恒温下的发育，结果表明，温度变化幅度为24 ℃（4~28 ℃）的条件下，新陆原伏蝇的发育速度比恒温下快得多，发育历期比恒温度短14.69 d。而在温度变化幅度为14 ℃（9~23 ℃）时与恒温的差异则相对较小，仅比恒温下短6.06 d。吴晓晶等[5]研究了在不同恒温和变温下（温度变化幅度≤8 ℃）昆虫的发育，发现变温对瞬时发育速率没有影响，而完成发育所摄取的热量在恒温和变温组间无统计学意义。

嗜尸性昆虫对温度的适应性很强，绝大多数案件中的变温不会超出昆虫的适温范围。但如果在法医学实践中确实出现了变温的最低或最高温度接近或超过昆虫的最低和最高耐受温度，或者在昼夜温差较大的区域进行PMImin推断时，则应当充分考虑变温对嗜尸性昆虫发育速率的影响，需要根据昆虫的发育积温来计算死亡时间，以获取准确的死亡时间结果。

1.2 湿度和光照

对于嗜尸性蝇类来说，湿度对其生长发育产生的影响一般很小，因为蝇蛆本身生活在富含大量水分的新鲜尸体上。相比尸体在腐败时产生的大量水分，空气湿度对蛆虫发育的影响几乎是微不足道的。只有当尸体处于极端条件时，蝇蛆的生长发育才会受到显著的影响，如当尸体处于沙漠或戈壁环境时，过低的湿度会导致蝇卵的孵化率降低[9]。伴随尸体水分的迅速散失，干化的组织不再适合喜取食半液体食物的蝇蛆，导致蝇蛆失水死亡或者提前化蛹[10]。而当尸体处于多雨的环境下时，尸体浸泡在雨水中会影响蛆虫的正常取食、延迟化蛹甚至死亡[11]。在实验室进行嗜尸性蝇类发育研究时，应根据蝇蛆的取食情况适量添加肉类，确保蝇蛆生活在湿度适宜的条件下。判断湿度是否适宜的标准是绝大多数蝇蛆都在饲养容器中正常取食，而出现蝇蛆在未成熟之前就大量爬离食物的情况，则说明肉类不足，食物过于干燥或湿润[12]。

除了埋葬甲科和隐翅甲科种类之外，包括皮蠹科、郭公甲科、露尾甲科和金龟甲科在内的大多数嗜尸性甲虫通常以蝇蛆取食后残余的软骨、筋膜和毛皮为食。其中有些类群对尸体湿度存在一定程度的偏好。如露尾甲科和金龟甲的种类更倾向在湿润的尸体环境下生活，而皮蠹科的种类则更容易在干化的尸体上大量繁殖[1]。虽然皮蠹喜取食干化的尸体组织，但其生长发育却会受空气相对湿度的显著影响。当相对湿度低于50%时，白腹皮蠹各幼期的存活率均显著降低[13]，而当相对湿度在0~20%时，幼虫则不能完成发育[14]。

关于光照对嗜尸性昆虫的影响，法医昆虫学者大多是从光照对嗜尸性昆虫的产卵活动及幼虫的取食习性角度展开的。已经有较多研究探索了在黑暗及黑夜条件下嗜尸性蝇类在尸体上的活动和产卵行为，得出了不同的结果，但大多数研究[15-16]认为，蝇类在夜间产卵的概率很低。考虑到法医昆虫学通常提供的是PMImin的结果，因而嗜尸性蝇类的夜间产卵活动不会影响推断结果。此外，研究[17]发现，阳光在尸体上的分布情况会影响幼虫群的位置，当尸体处于阴影中时，幼虫群在尸体表面和内部都有分布；但如果尸体处于阳光直射时，幼虫则会选择尸体偏暗的体腔环境，取食内部组织，只留下一层与尸体外形相似的木乃伊化的皮肤组织遮挡阳光。如果尸体处于阳光的直射下，尸体温度会上升更快，导致微生物活动加剧，产生的腐败气体会吸引更多的昆虫，从而加速腐败进程[18-19]。目前，关于光周期对嗜尸性昆虫生长发育影响的研究很少且结论存在争议。NABITY等[20]发现伏蝇（Phormia regina Meigen）在光暗比为12 h∶12 h的循环光周期下的发育速率比持续光照下的发育速率更快，而BAUER等[21]则发现光暗比为12 h∶12 h、16 h∶8 h和24 h∶0 h的循环光周期对绯颜裸金蝇（Chrysomya rufifacies Macquart）的发育时间、幼虫生长速率、体长和体质量均无显著影响。

目前法医昆虫学领域对湿度和光照对嗜尸性昆虫生长发育的认知还很少。虽然湿度和光周期对嗜尸性昆虫生长发育的影响可能远远没有温度产生的影响显著，但仍需开展进一步研究以提高昆虫证据在法庭调查和审判中的价值。

1.3 食物类型

在法医昆虫学昆虫发育研究中，大多数采用的是非人源性的肉类组织作为昆虫生长发育的营养物质。然而，有研究者[22-23]对采用动物组织获取的研究结果是否能够切实反映嗜尸性昆虫在人类尸体上的发育过程产生了质疑。多年来，法医昆虫学者采用人类、灵长类、猪、牛、羊、马和狗的组织进行了大量发育比较研究。有研究[22]表明，蝇类在不同动物组织上饲养发育历期没有显著性差异，也有研究[23-26]则认为嗜尸性昆虫在不同组织上的发育速率存在差异。CLARK等[23]发现利用猪组织饲养的丝光绿蝇比牛组织长得更快，而HARNDEN等[24]在对黑水虻的研究却得到相反的结果，发现猪肉饲养的幼虫所需的发育时间比牛肉长约23.1%。FLORES等[25]对比了绯颜裸金蝇在猪肉、马肉和狗肉上的发育，发现猪肉上绯颜裸金蝇幼期的发育时间比马肉和狗肉长了44 h和78 h。在最近的一项研究中，BERNHARDT等[26]采用人类组织进行了比较研究，发现与人类肌肉组织相比，由猪里脊和猪肝饲养的幼虫生长速度显著降低，而与碎猪肉饲养的幼虫没有显著性差异，提出碎猪肉更适合用于嗜尸性昆虫发育研究的观点。

此外，不同组织类型也会对嗜尸性昆虫发育历期、幼虫体长、体质量、蛹长、蛹重等指标产生影响。KANESHRAJAH等[27]采用猪组织的研究结果表明，相比于其他组织，红头丽蝇在肝组织上的发育时间最长。而CLARK等[23]用牛组织开展的研究也得到了相同的结果，发现比起肝组织，使用肺组织和心脏喂养的丝光绿蝇幼虫到达离食期的时间要快30 h。DAY等[28-30]也同样发现，喂养肝组织的幼虫发育更慢，幼虫体长和体质量较小，且形成的蛹更小。EL-MOATY等[31]采用了肝、肠、大脑、心、肺组织和碎肉6种组织开展了更全面的研究，发现喂养幼虫的组织不同，幼虫的体长、总发育时间以及成虫的体型明显不同，但比起其他类型的组织，喂养心脏组织的幼虫明显较小。

除了不同组织类型，王尧等[30]和李学博等[32]还研究了肌肉组织脂肪含量对嗜尸性昆虫发育的影响，发现肌肉组织中脂肪含量增高可使丝光绿蝇幼虫、蛹和成虫个体明显变小，且发育历期缩短，死亡率增高。

嗜尸性昆虫在尸体上的取食区域不是局限的。如绯颜裸金蝇等一些活动能力较强的昆虫，其幼虫的活动区域可能会遍布整个尸体。这意味着其在尸体上会取食不同类型的组织。除此之外，作为一种兼食性的昆虫，嗜尸性昆虫也会捕食其他蝇类的幼虫。因此，KANESHRAJAH等[27]指出，采用一种食物作为幼虫食物可能不能全面反映昆虫在尸体环境的取食状况。此方面需要更多研究验证以提高基于昆虫发育的死亡时间推断准确度。

需要指出的是，法医昆虫学一般不采用人工配方的饲料或培养基来饲养嗜尸性昆虫，大部分研究采用肉类来饲养，尽管这些不同类型的肉类可能存在差异，但这些差异可能只有统计学意义而没有应用方面的意义，选择瘦猪肉或牛肉是普遍的做法。而对于一些腐食性的昆虫，如黑水虻、家蝇、厩腐蝇或厚环黑蝇，可采用燕麦片、鸡粪与瘦猪肉的混合物来饲养。对于皮蠹类昆虫可采用肉干及猪皮来饲养。对于捕食性的甲虫（如隐翅甲类）可用活蝇蛆或蝇蛹来饲养。

1.4 毒物或药物

当死者生前服用过某些药物或毒物时，嗜尸性昆虫的生长发育很可能会受到其影响而发生改变，造成推断死亡时间与真实结果出现偏差。为了明确不同毒物、药物或其他化学物质对嗜尸性昆虫生长发育的影响，法医昆虫学者已经开展了较多研究，结果表明，包括对乙酰氨基酚[33]、氯胺酮[34-35]、安定[36-38]、可卡因[39-40]和可待因[41]在内的多种毒物或药物会加速昆虫的发育，有些则会延缓昆虫的发育，如马拉硫磷[42]、乙醇[43]和阿米替林[44]，而去甲西泮[45]、诺龙[46]和庆大霉素[47]则被认为不会显著改变嗜尸性昆虫的生长发育情况。

关于同一种毒物对昆虫发育的影响，研究者也得出了不同的结果。GOFF等[48-51]的研究结果表明，吗啡能够加速嗜尸性蝇类的发育，导致幼虫体长变长，体质量增大[50]，能够产生84 h的死亡时间偏差[51]。而GEORGE等[52]的研究则发现，吗啡不会改变幼虫的发育速率。此外，MULLANY等[53]发现，甲基苯丙胺及其在人体中的代谢物会加速幼虫的发育，但蛹期的发育时间会延长，而GOFF等[54]的研究则发现，甲基苯丙胺对幼虫和蛹的发育均有一定的抑制作用，会使两者的发育时间分别延迟18 h和48 h。

毒（药）物对于嗜尸性昆虫生长发育的影响不必过分强调，因为死于中毒而需要推断死亡时间的案件少之又少。不同毒（药）物有不同的致死机制和死后再分布，并不会均匀地分布到各个器官、组织及肌肉中，一具中毒致死的尸体，有可能蛆虫取食的部位并不含毒。生活在尸体和垃圾中的嗜尸性昆虫本身对于毒就有很强的耐受性。法医昆虫毒理学曾经作为法医昆虫学的分支在20世纪末至21世纪初得到大量研究，但近年来研究逐渐减少。除上述因素外，制约该研究发展的一个主要原因在于通过法医昆虫毒理学虽然已经能够实现定性检测，但关于定量分析仍处于研究和争论中，需要进一步研究以突破现有的瓶颈。

2 嗜尸性昆虫发育研究的指标

2.1 基于形态学的年龄推断研究

根据形态学变化推断嗜尸性昆虫幼期年龄广泛应用的指标包括发育历期、幼虫体长、发育积温以及蛹壳内形态变化。为了使获取的昆虫发育数据更清晰地呈现且在应用时更快捷和方便，法医昆虫学家提出了较多昆虫发育模型。其中3种模型的研究和应用最为普遍，分别为等虫态线模型（isomorphen diagram）、等虫长线模型（isomegalen diagram）和积温模型[55-56]。等虫态线模型和等虫长线模型最早由GRASSBERGER等[57]提出，根据所建立的模型可以分别推断出不同温度下不同发育阶段的历期和幼虫发育时间。目前，研究者已经建立了十余种常见嗜尸性昆虫的等虫态线模型和等虫长线模型[55]。在建立该模型时，大多数研究者是以温度作为应变量、时间为自变量，但有研究指出统计学的标准方式通常是以时间为应变量、温度为自变量，今后的研究在建立发育模型时应注意这一点[58]。

发育积温为温度与发育时间的乘积。昆虫在高于发育起点温度的环境下完成某一阶段发育所摄取的总热量是一个常数，该常数即为发育积温常数。嗜尸性昆虫的发育起点温度和积温常数可以通过数学模型来计算。早期的研究[8]假定温度与发育速率成正比关系，根据线性回归分析推导出发育起点温度和积温常数。但实际上，昆虫发育速率与温度只有在适温范围内温度才与发育速率呈线性关系。IKEMOTO等[59]对温度-发育速率模型进行了改进，提出了以发育时间为自变量、积温为应变量的数学模型，并指出在进行回归分析时应当将非线性的数据点剔除，以确保计算值的准确性。近年来，嗜尸性昆虫在高低温阈值范围内的生长发育规律对死亡时间的影响开始受到关注。研究者使用曲线模型模拟嗜尸性昆虫在临界温度时的发育速率变化[3,60]。根据曲线模型不仅可以获取发育起点温度和积温常数值，还可以得到昆虫的发育适宜温度和最高致死温度，为利用嗜尸性昆虫积温推断死亡时间提供了更多有价值的信息。

蝇类蛹期为一个静止不动的阶段，约占整个非成虫阶段的50%。蝇类的蛹除在化蛹初期有颜色的改变以及呼吸角的出现，此后无法通过蛹壳外部形态变化推断其年龄[61]。蛹壳内外部形态变化能够快速和准确地指示PMImin[61-63]。通过研究蛹壳内头胸腹部的变化，复眼颜色变化，触角、呼吸角、口器、额囊、鬃和毛等的发育和着色，为应用蛹壳内外部形态变化推断蛹的死亡时间提供了科学依据。近年来，研究者尝试将一些医学影像技术应用于检测蛹壳内部的形态学变化与年龄的关系，并取得了很好的结果。例如，BROWN等[64]采用光学相干断层成像（optical coherence tomography， OCT），通过二维及三维成像，清晰分辨出蛹壳内的脑、足以及口器，成功实现对红头丽蝇蛹的年龄推断。VOSS等[65]基于对高光谱成像（hyperspectral imaging）反射系数数据的线性判别分析以及独立验证，成功地对杜比亚丽蝇（Calliphora dubia Macquart）和绯颜裸金蝇进行了种类鉴别，且证明了该技术用于蛹期年龄推断的可行性。此外，微型计算机断层成像（micro-computed tomography， micro-CT）也已经被成功应用于蝇蛹的年龄推断中，其中MARTÍN-VEGA等[66]的研究表明，micro-CT可以实现蛹期年龄的准确推断，相比较传统的形态学方法，应用该技术可以获得量化的结果且对昆虫证据的破坏性更小。

2.2 基于基因表达规律的年龄推断研究

随着虫体的发育，无数核酸和蛋白参与有机体的结构组成，这期间基因编码呈现上调或下调的时序性变化趋势，具有指示嗜尸性昆虫年龄的潜在价值。ARBEITMAN等[67]采用基因芯片研究了黑腹果蝇（Drosophila melanogaster Meigen）从卵到40 d成虫的基因表达情况，发现这期间有超过3 000个基因的转录水平发生了显著的变化，其中卵期、幼虫期、蛹期及成虫期分别有2 103、44、646以及118个基因的转录水平发生了改变。该研究为差异基因表达技术推断昆虫年龄拓展了新思路。

TARONE等[68]在2007年将基因表达技术应用于法医昆虫学幼期年龄推断，发现基因表达水平可以用于推断丝光绿蝇卵期的年龄，精度为2 h。此后，丝光绿蝇[69]、红头丽蝇[70-71]、亮绿蝇[72]、大头金蝇[73]、巨尾阿丽蝇[74]和棕尾别麻蝇[75]等多个物种在不同发育阶段的基因表达变化被纳入研究。以上研究结果表明，以差异基因表达为指标的年龄推断方法可以将卵、幼虫及蛹期在内的所有发育阶段划分为更小、精确度更高且连续变化的时间单元。值得注意的是，BOEHME等[71]通过盲测实验证实了差异基因表达数据在应用中的高度可重复性，指出差异基因表达技术最大的优势在于数据是根据仪器直接得到的量化结果，可以进行误差分析，更符合法庭科学杜伯特法则的要求且更容易被法庭接受。此外，一些研究强调形态学方法是差异表达基因年龄推断的基础，形态学与差异基因表达技术相结合推断的精确度要优于单一的方法[69,72]。在对亮绿蝇蛹壳内形态及基因表达变化的研究发现，虽然形态或差异基因表达均能够实现准确的蛹期年龄推断。但在一些发育节点，如显头蛹期向黄蛹期的过渡阶段，差异基因表达与形态学方法结合能够推断出更准确的蛹期年龄[72]。

差异基因表达应用于昆虫年龄推断已经显示出科学性、可行性及潜在的研究价值，但现有的研究大多只考虑建立表达量变化与发育时间的联系，对差异基因筛选的针对性不足，缺乏差异表达基因在生长发育中的功能以及表型变化分子机制的解读。转录组学是继基因组学后另一大组学研究热点。近年来转录组测序技术发展迅速，测序和数据分析技术愈发成熟。开展转录组测序、基因筛选和生物信息分析研究可以为法医昆虫学年龄推断研究提供大量可供选择的高灵敏度年龄指示基因，建立嗜尸性昆虫年龄推断的新方法。

2.3 基于生物化学特征的年龄推断研究

嗜尸性昆虫的生长发育是由基因调控蛋白质、脂质以及糖类合成和代谢的生物过程，蛋白质、脂质以及糖类含量在生物体内呈现持续的动态变化，同样具有重要的时间指示意义。朱光辉等[76]最早对巨尾阿丽蝇幼虫和蛹血淋巴蛋白能否用于嗜尸性蝇类年龄推断进行探索，发现相对质量71 000和66 000的谱带在所有蛋白谱带中含量最高，其含量在3龄幼虫（产卵后4~9 日龄）显著增加而于蛹期逐渐降低，具有用作日龄推断指标的潜力。李凯[77]在上述研究基础上对肥须亚麻蝇和丝光绿蝇血淋巴可溶性蛋白、脂质以及糖类在幼虫期和蛹期的动态变化进行研究，并对其日龄特征进行了分析，结果表明，3种物质在幼虫期的含量均呈先上升后缓慢下降的S形曲线变化趋势，而蛹期呈缓慢下降的趋势，可以用于指示2种蝇类的年龄。

随着近年来生物化学检验技术的进步和生物信息学分析方法的不断完善，大量生物化学研究使得各大转录组、蛋白组及代谢组的数据大量扩充[78-79]。差异蛋白、脂质或糖类多用于生物受到外界刺激或特异性的诱导后表达的变化，被广泛用于鉴别毒物生物指标和诱导免疫，探索耐药机制并为生物体中许多的复杂机制提供新的见解。在一些昆虫学研究中，蛋白质、脂质以及糖类代谢组学已经成为了解细胞水平生理变化的有力方法，且该技术已成功用于许多模式昆虫、农业、林业及卫生害虫，如果蝇、蚕、蚊类、蜜蜂和棉铃虫等。

目前已有研究指出，昆虫在不同发育阶段化合物的组成以及含量存在差异，可以用于指示昆虫的年龄。LI等[80]对中华豆芜菁1~5龄幼虫进行了比较蛋白质组学研究，共发现42个差异蛋白，其中卵黄蛋白素、二氢硫辛酸脱氢酶及溶菌酶C对幼虫的发育具有重要的作用。卵黄原蛋白在低龄幼虫体内一直表达，而伪蛹滞育期不表达；1、2龄幼虫体内二氢硫辛酸脱氢酶活性比3、4、5龄低；而溶菌酶C在１龄幼虫体内活性最低。EL-SHESHENY等[78]采用液相色谱-质谱联用鉴定出亚洲柑橘木虱5龄若虫和成虫的89个蛋白质点，结果表明，大多数蛋白质与新陈代谢和生物能量密切相关，7种蛋白质参与发育调节，且这些蛋白在若虫阶段的含量更高，通过双向凝胶电泳分析能够定量检测发育差异。LI等[81]采用蛋白组学和代谢组学方法对取食期和离食期家蚕的大脑进行了分析，共识别出3 004种蛋白质和37种代谢物。其中，465种蛋白质和22种代谢物发生了变化。神经信号转导蛋白及代谢物，如神经丝、多巴胺突触相关蛋白和谷氨酸，都有显著变化。此外，多巴胺在离食期（昆虫幼虫离开取食场所到其化蛹的这个发育阶段，称为幼虫离食期）降解减少，表明主动神经传导和多巴胺浓度增加的变化可能诱发离食期活动量增加；参与泛素蛋白酶体系统和溶酶体途径的蛋白质上调，揭示了家蚕大脑在变态期间经历了形态重塑。

早期的研究为生物化学特征用于嗜尸性昆虫年龄推断做了很好的铺垫，但由于技术和条件的制约，研究只能集中于某一范围分子量的蛋白差异、总脂肪和总糖的分析，无法进行精确定量。在新技术的支持下，通过生物化学特征变化分析有望为嗜尸性昆虫年龄推断提供新的见解。

3 展望

死亡时间推断是一项系统性、全面性的工作，需要建立多学科、多途径、多角度的解决方法。首先，法医昆虫学对嗜尸性昆虫的发育研究应当充分吸纳和融合其他学科的技术和方法。目前，人工神经网络方法已经被用于嗜尸性昆虫的年龄推断研究中，结果显示，基于人工智能的死亡时间推断的精确度在80%以上[82-83]。而已经被广泛用于物种鉴别的人工智能图像识别技术也有望为法医昆虫学研究提供新思路。其次，法医昆虫学研究需要进一步拓展研究对象的范围。目前，法医昆虫学研究的对象主要是早期到达尸体的丽蝇和麻蝇，而对尸体环境中广泛存在的嗜尸性甲虫以及微型节肢动物的研究较为薄弱。开展甲虫及微型节肢动物的研究，一方面可以进一步巩固和加强现阶段以蝇类为指标的死亡时间推断的精确度，另一方面能够进一步完善和拓展死亡时间推断范围。特别是当蝇类消失，尸体进入“后蝇类阶段”后，甲虫将成为尸体上最有价值的死亡时间线索。而尸体上常见的微型节肢动物类群螨类、寄生蜂、酪蝇、蚤蝇、露尾甲及微型隐翅甲有望为封闭、埋葬等一些特殊环境的死亡时间推断提供科学依据。最后，法医昆虫学研究应当进一步拓展研究指标，优化研究和统计方法。虽然形态学指标在应用时非常方便，但是法庭科学更容易接受由仪器得到的客观性更强的结果。因此，法医昆虫学应当加强嗜尸性昆虫的分子年龄推断研究，通过多组学手段，筛选出受环境因素影响小、灵敏度高的分子标记，建立嗜尸性昆虫生长发育分子数据库。

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[本文引用: 1]

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