火灾死亡案例中氰化物暴露状况：基于生理药代动力学模型的新发现

为探究火灾受害者吸入氰化氢（HCN）情况及 HCN 对火灾致死的影响，研究人员分析 29 例案例，发现 HCN 影响需重视。

　　在火灾事故中，夺命 “杀手” 往往不止一个。除了大家熟知的一氧化碳（CO），氢氰酸（HCN）气体同样是隐藏在火灾烟雾中的危险分子。CO 能与红细胞中的血红蛋白结合，阻碍氧气运输；而氰化物（CN）会与线粒体中的细胞色素 c 氧化酶结合，抑制细胞呼吸，二者都会导致组织缺氧。在日本，2022 年约 36000 起火灾造成了约 1400 人死亡和 5700 人受伤 ，火灾致死原因包括吸入燃烧气体、缺氧和烧伤等。其中，燃烧气体中毒最常见的就是 CO 和 HCN 中毒。严重 CO 中毒时，血液中羧基血红蛋白（COHb%）水平会超过 50%，超过 70% 常常致命；严重 CN 中毒时，血液浓度会高于 1μg/mL，超过 3μg/mL 就可能致命。

然而，目前在法医尸检中，多数机构仅常规检测血液 COHb%，测量 CN 水平的机构较少，这就很可能低估 CN 在火灾致死中的作用。同时，由于高浓度 HCN 吸入导致呼吸骤停时，血液 CN 水平与吸入剂量不成正比，仅依据死后血液 CN 水平诊断 HCN 中毒并不可靠，急需新的诊断方法。

为了解决这些问题，大阪大学的研究人员开展了一项关于火灾相关死亡案例中氰化物暴露状况的研究。研究成果发表在《Forensic Toxicology》杂志上。

研究人员采用了以下几种关键技术方法：一是测量多种指标，采集 29 例火灾死亡案例左右心腔血液样本，检测其中氰化物（CN）、硫氰酸盐（SCN）浓度以及 COHb%；二是运用气相色谱 / 质谱联用技术（GC/MS），对血液中 SCN 浓度进行测量；三是利用生理药代动力学（PBPK）模型，模拟不同吸入 HCN 浓度下血液浓度随时间的变化，估算吸入 HCN 浓度和时间。

研究结果如下：

1. 血液氰化物浓度情况：在 29 例案例中，79.3% 的案例左右心腔血液中可检测到 CN，且所有检测到 CN 的案例中，左心腔血液 CN 浓度均高于右心腔。同时，所有案例的 COHb% 都超过了非吸烟健康个体的正常阈值（2.0%），SCN 在所有案例中均被检测到，浓度范围为 0.92 - 8.5μg/mL。
2. 模拟血液氰化物浓度变化：通过 PBPK 模型模拟发现，吸入 HCN 气体后，动脉和静脉血液中 CN 浓度迅速上升，随后增速逐渐放缓，静脉血中增速放缓稍早于动脉血，导致动静脉血 CN 浓度差不断扩大。
3. 估算吸入 HCN 浓度和时间：根据模拟结果，对于高吸入气体浓度（≥5000ppm）的案例，估算吸入时间很短，在 0.05 - 0.4min 之间；而浓度低于 5000ppm 的案例，吸入时间则超过 1min。并且，将案例分为低浓度长期吸入（Calow?Tlong?）和高浓度短期吸入（Cahigh?Tshort?）两组后发现，Cahigh?Tshort?组右心腔血液 SCN 浓度显著高于左心腔，Calow?Tlong?组则无明显差异。

在研究结论和讨论部分，研究表明许多火灾受害者吸入了 HCN 气体，部分案例在吸入高浓度 HCN 后迅速死亡。测量血液 CN 浓度在火灾相关死亡调查中至关重要，但仅依靠静脉血 CN 浓度诊断存在误诊风险。通过分析动静脉血 CN 浓度平衡，能更好地推断 HCN 吸入情况，为法医检查提供关键信息。不过，该研究也存在一定局限性，如模拟的准确性未完全验证，测量存在不确定性，未考虑高铁血红蛋白的影响以及尸体个体差异对参数的影响等。

尽管如此，这项研究仍具有重要意义。它不仅为火灾致死原因的精确诊断提供了新的思路和方法，还能帮助确定火灾责任，为预防火灾相关死亡提供策略依据。例如，若大量案例属于Cahigh?Tshort?死亡，预防措施可侧重于使用不产生 HCN 气体的家具和建筑材料，以及开发去除 HCN 气体的方法；若多为Calow?Tlong?死亡，则应优先确保紧急情况下的疏散路线和引导。