引用本文
卞存浩, 王琪, 何鑫, 等. 胰島素過量死亡的法醫學研究進展[J]. 重慶醫科大學學報, 2024,49(12):1479-1482.
DOI：10.13406/j.cnki.cyxb.003674.
法醫病理學
胰島素過量死亡的法醫學研究進展
卞存浩，王琪，何鑫，李劍波
重慶醫科大學基礎醫學院法醫學系/重慶市刑事偵查技術工程研究中心，重慶 400016
摘要
胰島素作為體內維持葡萄糖穩態的重要激素，在糖尿病治療中至關重要。近年來，隨著外源性胰島素廣泛使用，胰島素過量意外、自殺、他殺案件不斷增加。由于胰島素過量尸體的注射部位難發現、病理征象不明顯、死后血中胰島素降解快及死后的血生化波動大等特點，導致胰島素過量死亡的法醫學診斷極其困難。因此，本文綜述了胰島素過量的原因、致死機制、病理變化、毒化分析和鑒定要點，為胰島素過量死亡的法醫學鑒定提供幫助。
關鍵詞
法醫病理學；胰島素過量；毒理學；綜述
胰島素是內分泌學領域研究最深入的多肽之一，至今為止，胰島素及其類似物是治療糖尿病的主要藥物[1]。近年來，隨著外源性胰島素的使用日益廣泛，胰島素過量的案件也日趨增多[2-3]。由于胰島素過量尸體的注射部位難發現、病理征象不明顯、死后血中胰島素降解快及死后的血生化波動大等特點，導致胰島素過量的死因鑒定極為困難[3-5]。本文擬通過對胰島素過量的原因、致死機制、病理變化、毒化分析和鑒定要點等方面進行綜述，為胰島素過量死亡的法醫學鑒定提供幫助。
1
胰島素概述
胰島素由2條肽鏈組成，包括A鏈的11種21個氨基酸和B鏈的15種30個氨基酸，分子量為5 807，等電點約為5.3[6]。胰島素原裂解后產生等摩爾質量的胰島素和C肽，形成胰島素六聚體并儲存于囊泡[6]。當β細胞在適當的刺激下，胰島素六聚體解離為單體，通過血液循環在各組織中發揮作用[6-7]。
2
胰島素過量的原因
胰島素過量的原因大多為醫源性意外，由于胰島素單位“U”與數字“0”極為相似，胰島素規格也存在差異，有時會造成患者的錯誤使用[8]。另外患者胰島素強化治療、運動量增加、個體差異、飲食控制不當也是造成胰島素過量的重要原因[9]。胰島素自殺案例較少，死者大多數存在胰島素治療的糖尿病病史，部分合并有抑郁癥等精神疾病[2，10]。胰島素謀殺案件罕見，1958年，Birkinshaw VJ報道了歷史上第一起胰島素謀殺，我國于1991年首次報道[11-12]。近年來，隨著糖尿病患者增加和胰島素藥物普及，胰島素謀殺案件增加，甚至出現胰島素連環殺人的惡性案件[13]。胰島素謀殺案的兇手多為女性、熟人，具有一定的醫學背景[5，13-14]。另外，胰島素能夠提高肌肉的能量儲備能力，賽馬的馬匹和體育賽事的運動員需要警惕胰島素作為興奮劑使用[15]。
3
胰島素過量的致死機制
胰島素過量死亡主要是由嚴重低血糖引起的中樞神經系統損害和心律失常共同介導，胰島素過量引起的生化紊亂加速機體損害，而胰島素制劑的過敏反應較罕見[16-18]。
3.1
胰島素過量低血糖與中樞神經系統損害
正常人的血糖水平穩定在3.9~6.1mmol/L，當血糖<3.9mmol/L即屬于低血糖范疇[19]。當血糖<2.8mmol/L時，機體出現意識模糊、昏迷、驚厥等腦功能障礙癥狀，而當血糖<2.0mmol/L時，腦組織葡萄糖含量幾乎為零，腦神經元出現不可逆性壞死[19-20]。Auer RN的研究[21]顯示，低血糖腦損傷的神經元壞死分布有一定特征，主要累及大腦皮質淺層和海馬神經元，其中海馬主要損傷CA1、CA3及齒狀回區，罕見累及腦干、小腦和延髓。研究表明低血糖引起大腦白質星形膠質細胞反應性改變[22]。此外，低血糖可以破壞血腦屏障的緊密連接，引起腦水腫[23]。低血糖腦損傷相關機制研究顯示，低血糖腦損害主要與興奮性遞質增加引起神經毒性、活性氧增多誘發氧化應激、線粒體功能障礙等有關[24-26]。
3.2
胰島素過量低血糖與心律失常
胰島素過量死亡與心律失常密切相關，Kacheva S等[27]研究表明，胰島素過量低血糖期間交感神經系統激活，出現低鉀血癥，導致Q-T間期顯著延長，促使心律失常。Reno的系列研究表明，嚴重低血糖引起多種心律失常，包括室性早搏、心動過速和高度房室傳導阻滯，動物干預實驗發現心律失常是由低血糖期間交感神經系統與副交感神經系統紊亂所致，同步干預低血糖腦癲癇與心律失常實驗表明胰島素過量低血糖猝死是由腦損害嚴重癲癇致呼吸抑制和嚴重心律失常致心臟驟停共同介導[17，28-29]。
3.3
胰島素過量引起生化紊亂
胰島素過量會引起生化紊亂，包括電解質紊亂、能量代謝紊亂、凝血功能障礙、炎癥因子升高等。Johansen NJ 和Christensen MB[16]回顧研究發現，胰島素過量容易引起低鉀血癥，而案例和本課題組前期研究提示，胰島素過量血鉀降低是一種轉移性低鉀血癥[30-31]。既往研究顯示，胰島素過量后胰高血糖素等升糖激素顯著升高，加劇體內能量代謝紊亂[32]。研究表明，嚴重低血糖增強血小板的聚集，影響纖維蛋白和纖溶系統，促進血液的高凝狀態[33]。此外，嚴重低血糖會增加血液中的炎癥因子，如CD40、IL-6，高敏C反應蛋白、氧化應激指標等[33]。
3.4
胰島素制劑誘發過敏反應
胰島素制劑誘發過敏性休克是胰島素過量的罕見死因[34]。第一代動物胰島素結構與人胰島素差異較大，致敏率相對較高[18]。隨著重組胰島素和胰島素類似物的發展，胰島素制劑致敏率顯著下降，然而過敏反應仍偶有發生。胰島素制劑過敏原因可能與藥品中添加的魚精蛋白穩定劑及注射部位胰島素聚合構象改變有關[18]。
4
胰島素過量的法醫病理學檢驗
胰島素過量尸體無特異性征象，但部分組織病理學變化具有一定輔助診斷價值，需要進一步研究。
4.1
胰島素注射部位組織病理學
Lutz R等[35]研究發現胰島素注射部位可見組織間隙增大，部分粉染液殘留，輕微組織壞死伴少量炎細胞浸潤，還發現注射部位皮下粗糙的雙折射磷酸鋅晶體結構。此外，注射部位的免疫組織化學染色可見胰島素的陽性反應，部分魚精蛋白胰島素制劑注射部位還可見魚精蛋白免疫陽性[36]。因此注射部位的組織病理學檢驗可以證明外源性胰島素的皮下注射，但較難與治療性胰島素注射部位區分。
4.2
胰島素過量腦組織病理學
胰島素過量低血糖腦損傷可見大腦皮質淺層和海馬神經元壞死，以及白質周圍星形膠質細胞反應性改變，較于缺血缺氧性腦損傷有相對特異性，具有一定診斷價值，但需進一步研究其死后變化的影響[21]。
4.3
胰島素過量肝臟、肌肉組織分子病理學
糖原是葡萄糖體內儲存的主要形式，胰島素過量死亡時肝臟和肌肉的糖原含量均顯著降低，此外，研究顯示胰島素過量骨骼肌細胞膜上糖轉運蛋白4和鈉鉀ATP通道信號顯著增強。因此，對肝臟和肌肉的分子病理學分析可以提供輔助診斷信息[4，31，37]。
5
胰島素過量的毒化檢測
毒化分析定量檢測可以為鑒定胰島素過量提供直接證據，但對于胰島素各種檢測方法的比較驗證、不同組織體液中胰島素差異以及死后樣本中胰島素穩定性需要深入研究。
5.1
胰島素的檢測方法
免疫分析法，主要包括放射免疫法，酶聯免疫吸附法，化學發光免疫法，化學發光酶免疫法等[38]。一般商用胰島素試劑盒檢測限約為3pmol/L，具有操作簡便，成本較低，抗背景干擾等特點，但由于不同廠家的試劑盒抗體差異以及各種胰島素間的交叉反應，免疫測定法的結果需謹慎解釋[38]。
液相色譜質譜聯用法，主要有2種分析策略即檢測完整的胰島素和檢測胰島素酶解產生的多肽。胰島素質譜分析前，一般會采用固相萃取、免疫親和層析等方法進行富集純化，提高胰島素檢出率[39]。液相色譜質譜聯用法可以分析不同胰島素類似物的分子量和修飾基團，實現胰島素類似物種類的鑒別，但該方法檢測限較高，成本高，且目前缺乏胰島素代謝物標準品而無法完全定量胰島素，檢測結果需要謹慎分析[40]。
5.2
胰島素的檢測樣本
1954年，Elgee NJ等[41]研究了131I標記的胰島素在大鼠和人體組織中的分布，發現幾乎所有組織都具有放射性。因此，原則上只要樣本充足都可用于檢測胰島素，但需要深入研究胰島素在各組織中的含量和檢測條件。
血液樣本在臨床上可以較好評估胰島素水平，正常人空腹胰島素血清濃度總體范圍為3~25 mU/L，但死后血中胰島素極易受到溶血、腐敗等影響，死后48h后血液中極難檢出胰島素，其中血紅蛋白是胰島素降解的重要因素[42]。胰島素過量死后血液濃度范圍較廣，0.2~18 015mU/L之間的濃度均有文獻報告[14]。此外，死后血液胰島素濃度受生前胰島素注射后時間、胰島素種類、胰島素劑量、胰島素給藥途徑、禁食狀態、糖尿病史以及死后時間間隔和死后再分布的影響，因此對死后血中胰島素濃度需要謹慎評估[4]。
玻璃體液是目前法醫檢測胰島素過量應用較多的檢材，血-眼轉運屏障的存在使得玻璃體液不易受到溶血及腐敗的影響，但也導致其胰島素含量較低[40，43]。Palmiere C等[4]研究發現非糖尿病人尸體玻璃體液中難以檢出胰島素，但可以從胰島素治療的糖尿病和胰島素過量的尸體玻璃體液中檢出。玻璃體液是分析胰島素過量的良好檢材，但陰性結果也不能完全排除胰島素過量。
研究顯示注射部位存在胰島素聚集，可以進行胰島素免疫組化分析和組織勻漿胰島素定量檢測，但隨著無針胰島素注射器的使用和口服胰島素的發展，需要警惕不留針痕的胰島素過量案件[36，44]。
肌肉是胰島素代謝第三大器官，研究表明胰島素在酸性介質中更穩定，且胰島素降解酶在PH≤6時基本失活[45]。研究顯示骨骼肌中能檢出過量胰島素，鑒于肌肉的充足樣本量及死后的酸性環境，肌肉可以作為檢測胰島素過量的良好樣本[31，44]。
此外，其他組織樣本例如肝臟、膽汁、腎臟、尿液、腦脊液和心包液等在胰島素過量案例均有不同程度升高，需要進一步研究[4，40]。
5.3
胰島素、C肽和葡萄糖
血糖是臨床上診斷低血糖的直接指標，但死后受糖原分解、糖酵解腐敗等[46]影響，導致死后血糖波動范圍極大，有研究者通過玻璃體液中葡萄糖和乳酸的總和值糾正糖酵解的影響，仍難以評估生前血糖[47]。
C肽用于評估內源性胰島素分泌水平，C肽臨床參考值為0.7~3.0ng/mL，當胰島素從胰腺釋放時，等摩爾量C肽也被釋放入血，但C肽的半衰期較胰島素長，所以正常人胰島素與C肽比值I/C<1[4，48]。當機體存在高胰島素血癥，如胰腺β細胞腫瘤等疾病時，胰島素和C肽同步升高，胰島素與C肽比值（I/C）仍<1；當外源性胰島素輸注后，內源性胰島素分泌受抑制，C肽隨之降低，總胰島素水平與C肽比值>1[48]。因此，當胰島素水平升高且I/C比值>1時，應高度懷疑外源性胰島素過量。
6
胰島素過量鑒定要點的總結和展望
綜合胰島素過量案例和系列研究，胰島素過量案件鑒定應注意以下4個方面：①全面的案情調查，包括死者和死者親屬的糖尿病史、精神病史、胰島素治療史、胰島素購買史、醫學背景史等；②仔細的現場勘察，包括現場搏斗痕跡、胰島素藥瓶、胰島素注射器、遺書等；③系統的病理檢驗，特別是注射部位組織病理及免疫組化檢驗、腦組織病理觀察、肝臟和肌肉分子病理分析等；④嚴謹的毒化分析，包括多種組織和體液中胰島素、C肽和葡萄糖含量，特別是胰島素和C 肽比值>1時應高度懷疑外源性胰島素輸注，進行質譜分析。綜上，針對死后血液樣本中分析胰島素過量的限制，開展血液替代樣本的胰島素檢測和死后穩定性研究；針對胰島素過量檢測方法差異性，開展系統性方法驗證研究；針對胰島素過量病理特征不顯著的局限性，開展分子標志物篩選和穩定性研究，最終匯集研究成果建立一套胰島素過量法醫學鑒定標準。
