中南大學蔡繼峰Nature子刊：菌群測序解決法醫難題

　　最近，中南大學的研究人員探究了分解大鼠尸體的微生物活動，從而強調了使用細菌來評估死亡時間的可能性。

　　盡管大多數虛構的犯罪現場調查人員，能夠非常容易地評估尸體，但是，正確地確定一個人已經死了多長時間，是一個高度復雜的過程，具有很大的醫學和法律障礙。直到現在，尸體腐敗（decomposition）研究通常關注的是，昆蟲定植或脊椎動物食腐動物活動這樣的事件。然而最近，研究人員也開始探索微生物活性。現在在《Scientific Reports》發表的一項新研究，凸顯了微生物群落在腐尸分解中的作用，并提出了這些微生物群在評估死后時間間隔（PMI）的一個可能法醫學應用。

　　為了揭開在室外自然條件下尸體分解的微生物生態學，中南大學的郭娟娟（音譯，JuanJuan Guo）和她的同事，使用高通量測序技術，來研究大鼠腐尸口腔和直腸腔中微生物的相對豐度。

　　本文資深作者蔡繼峰（Jifeng Cai）教授在一封電子郵件中這樣解釋道：“盡管微生物群落和PMI評估之間的關系，近年來已經得以研究，并取得了一些重要進展，但是將其變成實際應用，仍然是一個大問題。”由于微生物參與遺體的分解，蔡教授的研究小組推測，如果他們能證明身體不同部位的細菌群落豐度有著一致、重大的變化，那么他們將來可以應用這些結果來估算人類死后的時間間隔。

　　蔡教授的研究小組，分析了死后間隔不同、有/無昆蟲接近的大鼠體內不同細菌群體的增加和減少比率，從而給研究小組提出了幾項令人討厭的任務。蔡教授說：“當然，最糟糕的是死亡的氣味。”郭娟娟和她的同事們一天三次記錄了腐爛小鼠的生理變化，并獲得了嗜尸昆蟲（sarcosaphagous）的卵子、幼蟲和成體樣本。盡管研究人員負責抽檢具有特殊標記的大鼠，蔡教授解釋說：“尸體的氣味，主要是尸胺和腐胺，攻擊著他們的鼻子。”

　　研究人員發現，活體小鼠直腸和口腔前庭細菌的主要類群和屬，類似于健康人體的糞便和口腔中存在的菌群。然而，在尸體分解過程中，小鼠群組之間特定細菌類群的相對豐度差異很大。在口腔前庭和直腸中的微生物，在早期PMI中有很大不同，但是來自相同部位的后期樣本，則顯示出更大的相似性。

　　雖然直腸樣本在死亡之前和死亡之后沒有立即顯示出明顯的變化，但是，與來自相同位置的死前樣本相比，更多的細菌類群出現在死后不久的大鼠口腔前庭。

　　根據他們的發現，蔡教授的研究小組提出，在不同的情況下，微生物群落結構可以作為PMI的一個指標，因為主要細菌類群的豐度，并沒有因為嗜尸昆蟲的存在或缺失而受到顯著影響。

　　密歇根州立大學著名昆蟲學家Jennifer Pechal沒有參與這項工作，但是他指出：“很難將這些脊椎動物模型應用于實際的人。在使用這些微生物群落估計PMI的時候，關于它是否得到廣泛的接受，存在很多細微的差別。關于實際上它是否適合于法庭出庭，不同的研究小組有著不同的意見。”

　　蔡教授的研究小組已經收集了來自豬尸體和一些人類尸體的細菌和真菌樣本，并獲得了16S rRNA和ITS測序數據。接下來，他們打算將這些結果應用到所有四個季節的相同受試者中。從長遠來看，該小組計劃建立一個測試中心，并使用捐贈遺體作為一種分解模型。

　　蔡教授指出：“如果有大量的實驗數據覆蓋不同的影響因素，并且，如果可以在細菌群落和PMI之間建立一種線性或非線性的關系，那么對于在陸生和水生生態系統的PMI評估過程中將微生物群落合并，這將是非常有用的，尤其是在嚴重腐爛的情況。”

　　早在2014年就有研究指出了新一代測序開辟了法醫鑒定的新時代。去年5月份，在美國波士頓就有一個這樣的強奸案，相關機構花十萬美金進行二代測序才排除了嫌犯雙胞胎兄弟的嫌疑（相關閱讀：里程碑技術：甲基化分析解決法醫難題）。而在今年1月份，中國科學院北京基因組研究所基因組科學與信息重點實驗室嚴江偉、方向東、章張研究組與公安部物證鑒定中心法醫遺傳學重點實驗室合作建立了一種基于SVR模型和DNA甲基化的準確推斷年齡的新方法，將由血液樣本年齡預測的誤差降低到4.7歲。此項研究以A novel strategy for forensic age prediction by DNA methylation and support vector regression model 為題于近期發表在Scientific Reports 雜志