与二甲双胍相关的死亡事件——在涉及抗糖尿病药物的死亡案例中，结合法医毒理学与死后生物化学分析的重要性

《Forensic Science International》：Metformin-related fatalities ? The importance of combining forensic toxicology and postmortem biochemistry analyses in death involving antidiabetics

针对腐败尸体脾脏组织中一氧化碳（CO）浓度测定偏差问题，研究通过添加还原剂硫代硫酸钠（Na?S?O?）降低甲烷血红蛋白（MetHb）含量，对比实验确定最佳浓度为0.1 M Na?S?O?/1 mL血液，有效消除MetHb干扰，提升COHb检测准确性。

　　

李美妍（Miyeon Lee）| 乔英勋（Young-Hoon Jo）| 李多妍（Doyeon Lee）| 金贤智（Hyun Jee Kim）| 朴伍勇（Wooyong Park）

韩国大田市国家法医服务局大田分局，邮编34054

摘要

法医样本中的一氧化碳（CO）浓度通常是通过将血液直接注入氧化计来测定的。然而，收集血液样本并不总是可行的，尤其是在尸体严重腐烂的情况下。在这种情况下，通过使用气相色谱-热导检测器（GC-TCD）分析脾脏组织来确定CO浓度。在之前的研究中，分析了125例尸检案例的脾脏样本，得出结论：当CO浓度低于30%时，不能将其视为死亡的确定原因。在非CO相关案例中，尽管CO浓度高达30%，但这是由于高铁血红蛋白（MetHb）的存在。高铁血红蛋白（MetHb）是血红蛋白氧化的常见产物。由于MetHb无法与氧气或一氧化碳结合，因此会抑制样本中的一氧化碳饱和度，而这一过程对于构建CO浓度校准曲线至关重要。因此，引入还原剂将MetHb还原为正常血红蛋白的重要性得到了强调。为了测试还原剂的有效性，本实验使用Na?S?O?作为还原剂，对血液样本进行了初步测试，比较了使用还原剂与不使用还原剂时的分析结果。由于需要高浓度的MetHb血液样本，因此添加了亚硝酸钠（sodium nitrite）来模拟这种情况，因为储存已采集的样本不会导致进一步的分解和更高的MetHb浓度。通过添加不同浓度的Na?S?O?并对血液样本进行分析，找到了合适的用量，随后将其应用于脾脏样本。通过比较添加Na?S?O?前后样本的结果，证实了使用还原剂的必要性，最终确定最合适的浓度为每1毫升血液加入0.1毫升0.574摩尔浓度的Na?S?O?。

引言

一氧化碳（CO）是一种无色、无味、无臭的气体。一旦通过呼吸系统吸入，它可能对人类造成致命伤害。自2013年以来，一氧化碳中毒已成为三种主要自杀方式之一，与上吊和跳楼并列。[1]，[2] 一氧化碳会与血红蛋白中的铁离子结合，形成碳氧血红蛋白（COHb），这是判断一氧化碳吸入的生物标志物。可以通过多种仪器方法测量一氧化碳浓度，如分光光度法、傅里叶变换红外光谱法、毛细管电泳法和动脉血气分析。[3]，[4]，[5] 最常见且快速的方法是使用CO氧化计分析新鲜或保存良好的血液样本。[6]，[7]，[8] 然而，由于环境条件或死亡原因的原因，从腐烂的尸体中收集血液样本可能具有挑战性。在这种情况下，可以使用组织样本来测量COHb浓度，其中脾脏特别有用，因为其血红蛋白含量丰富，且测量结果与血液或肝脏相似。[9] 在本研究中，使用GC-TCD（气相色谱-热导检测器）分析了脾脏中的COHb浓度。[10]

最近一项分析了100例与一氧化碳暴露无关的脾脏样本的研究发现，当COHb浓度低于30%时，不应将一氧化碳中毒视为唯一的死亡原因。而在15例与一氧化碳暴露相关的案例中，脾脏中的COHb浓度范围为43.1%至97.5%。[11]

严重腐烂的脾脏样本常常会导致GC-TCD测量COHb时出现误差。根据先前的研究，这个问题是由于高铁血红蛋白（MetHb）水平升高引起的。MetHb是一种血红蛋白的形式，其中铁离子从Fe2?被氧化为Fe3?，从而无法与氧气或一氧化碳结合。[12] 为了使用气相色谱法测定组织中的一氧化碳含量，需要向样本中加入一氧化碳气体以形成COHb。然后将COHb浓度视为100%的校准点，并稀释到标准水平（10%、30%、50%、70%、100%）以创建校准曲线。然而，由于MetHb不能像正常血红蛋白那样与一氧化碳结合，因此较高的MetHb比例意味着在强化过程中可形成的正常血红蛋白较少，从而导致预期的100%饱和度无法达到，从而导致COHb值被高估。

为消除这些误差，先前的研究建议在测量COHb%之前向死后血液样本中添加亚硫酸钠（Na?S?O?）将MetHb还原为血红蛋白。在本研究中，评估了还原剂对准确分析COHb%的有效性。进行了初步实验来模拟高铁血红蛋白（MetHb）的形成，并验证了我们还原方案的有效性，我们向全血样本中添加了亚硝酸钠（NaNO?），这种化合物可以氧化亚铁血红蛋白（Fe2?）为高铁血红蛋白（Fe3?）。选择亚硝酸钠是因为亚硝酸钠中毒患者的MetHb水平显著升高[13]，使其成为适用于该模型的相关且实用的试剂。在诱导出高铁血红蛋白后，用亚硫酸钠（Na?S?O?）处理样本，以评估其将MetHb还原为正常血红蛋白的能力。该实验证实了还原剂的功能性，并支持其在死后脾脏分析中的应用，尤其是在涉及腐败相关血红蛋白氧化的案例中。

样本选择

样本选择

脾脏样本来自韩国大田市国家法医服务局法医医学部门进行尸检的尸体。选择了三个无明显病理发现（排除一氧化碳中毒）且严重腐烂的脾脏组织，以及两个未腐烂的脾脏组织进行解析。

试剂和材料

使用的化学试剂包括从Daejung Chemicals（韩国）购买的亚硝酸钠（NaNO?）作为氧化剂。

结果

本研究旨在为法医尸检样本建立准确的一氧化碳检测方法，特别是在发生腐败的情况下，以确定死亡原因和事件起源。在腐败过程中，通常会产生高铁血红蛋白（MetHb），如果其占总血红蛋白的比例较高，实验中的关键一氧化碳饱和步骤可能无法正确完成，从而导致结果误差。为了解决这个问题，需要使用还原剂。

讨论

在脾脏样本A、B和C中，加入还原剂之前观察到的显著高COHb水平表明在这种情况下可能会出现假阳性结果。然而，加入还原剂后，COHb水平显著下降，导致结果为阴性。这证实了在严重腐烂的组织中存在MetHb会干扰COHb的测定，因此必须使用还原剂。

相比之下，脾脏样本D和E是未腐烂的样本，

结论

本研究表明，在严重腐烂的组织中使用GC-TCD进行COHb分析时，高铁血红蛋白（MetHb）的形成会显著影响结果，可能导致错误的结果。在这种情况下，使用还原剂对于获得准确可靠的测量结果至关重要。研究结果证实，腐败过程对COHb水平的变化起着关键作用，如果不进行适当处理，法医分析结果可能会产生误导。使用NaNO?的初步测试进一步证实了这一点。

作者贡献声明

朴伍勇（Wooyong Park）：监督工作。李多妍（Doyeon Lee）：撰写初稿、数据管理。金贤智（Hyun Jee Kim）：项目管理。李美妍（LEE MIYEON）：撰写初稿、数据管理、概念构思。乔英勋（Young-Hoon Jo）：调查工作。

利益冲突声明

无

致谢

本研究得到了韩国内政安全部国家法医服务局（NFS2024CHE01）的支持。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。