摘要:年齡推斷一直是法醫學實踐中需要解決的重要問題之一。本文綜述了人體軟組織推斷年齡的研究進展,重點闡述了根據人體軟組織形態結構、軟組織內生化物質改變進行年齡推斷,并對人體軟組織推斷年齡在法醫學實踐中的應用前景進行了展望。
關鍵詞:年齡推斷;法醫學;軟組織
在法醫學實踐中,經常遇到無名尸體和碎尸案件,對其進行年齡推斷是個人識別和同一認定的重要證據之一。目前,根據骨骼、牙齒等人體硬組織的形態學參數或組織內生化物質改變的相關信息進行分析,可以推斷出較為準確的個體年齡信息,但遇到碎尸案件中僅存留的部分軟組織,將如何推斷其年齡是法醫學需要解決的重要難題之一。近年來,分子生物學的快速發展和高科技技術在法醫學中的廣泛應用,為人體軟組織進行年齡推斷提供了新的思路和方法,本文現對近年來根據人體軟組織進行年齡推斷的各類研究進行綜述,供廣大法醫工作者在實踐中進行參考。
1 根據人體軟組織形態結構推斷年齡
1.1皮膚表面形態與年齡相關性 皮膚是人體的一面鏡子,可以直接反映出個體的健康和年齡狀況。日本學者寺西范年[1]根據同一體表不同部位的皮膚組織的平行帶值和網突起值的變化進行研究,得出胸部的皮膚平行帶值隨個體年齡的增大而增大,而網突起值隨個體年齡的增大而減小,其他19個部位的皮膚無此規律性。國內劉英姿等[2]對103例年齡段在0~79歲非正常死亡尸體不同部位的皮膚組織樣本(排除有皮膚病、燒死、溺死、腐敗尸體及過度干燥尸體的皮膚組織樣本)進行研究,結果發現人體的不同部位皮膚表皮厚度不一,隨著年齡的變化,表皮厚度也會相應變化,年齡越大表皮越薄;人體基底膜、釘突值和乳突皮膚面積與個體年齡的變化呈負相關性。
1.2皮膚紋理與年齡相關性 計算機技術及圖像處理技術的廣泛應用,通過皮膚紋理與年齡相關性的研究越來越多,此方法具有無損傷、無輻射、檢測年齡范圍大等優點,有望成為年齡推斷的常規方法之一。彭洪洪等[3]通過皮膚紋理特征的皮膚分類算法研究,發現皮膚紋理隨著年齡的增長而變深變粗,節點數在人到中年之后變少變稀疏;通過皮膚紋理的深淺、節點數及紋理粗細等主要特征,進行少年組、青年組、中年組的分類研究,正確率達到了96.7%。賀向前等[4]根據\"皮膚表面紋理中隱藏年齡信息\"的理論出發,建立基于皮膚紋理圖像的年齡評估系統,此法擺脫了傳統運用骨骼檢測年齡的習慣,為法醫學實踐中年齡推斷提供了新的檢測方法。
1.3其他軟組織形態結構與年齡相關性 除皮膚外,其他軟組織形態結構與年齡相關性的研究也取得了一定進展。羅斌等[5]應用計算機顯微圖像分析系統,通過人體心臟傳導系統竇房結(SAN)主、間質形態學改變與年齡的相關性研究,發現SAN主、間質形態學改變與年齡之間呈現增齡性生理變化。Pilin等[6]通過特殊圖像處理系統對椎間盤、肌腱、肋軟骨等軟組織顏色改變與年齡相關性研究,發現肋軟骨組織顏色與年齡的相關性最明顯,椎間盤和肌腱組織顏色與年齡的相關性不明顯,可能與這些軟組織中蛋白多糖含量有關。日本學者山口洋[7]通過對正常人角膜內皮細胞密度與年齡相關性研究,發現角膜內皮細胞密度與年齡呈負相關,并通過實踐用于年齡的推斷。
2 根據軟組織內生化物質改變推斷年齡
2.1 人體晚期糖化終末產物與年齡相關性 晚期糖化終末產物(advanced glycation end products, AGEs)是還原糖和其它含A-羰基復合物與蛋白質、脂類和核酸等生物大分子的氨基發生非酶促反應形成的結構多樣的不可逆的聚合物[8]。AGEs多見于人體含半衰期長的蛋白的組織中,一旦形成,機體很難清除并 隨著增齡增長而在組織中逐漸積累。因此,可以檢測人體軟組織內AGEs的表達進行年齡推斷。Sato等[9]通過免疫組化法檢測尸體海馬組織錐體神經元內AGEs的表達與年齡相關性研究,并建立回歸方程,為個體年齡推斷提供了新的思路,但因人體組織內AGEs表達量受多種疾病(如糖尿病、終末期腎病等)和激素影響等缺點,使得AGEs在法醫學實踐中推斷年齡應用受限。
2.2 端粒與年齡相關性 端粒(telomere)是真核細胞染色體末端一段特殊結構,由端粒DNA和端粒結合蛋白構成。人類端粒DNA為串聯重復序列5-TTAGGG-3,長約5~15kb,高度保守序列,不具有編碼蛋白質的功能,但具有保護染色體末端的完整性的功能。由于DNA末端復制的不完全性,使得每一次細胞分裂,正常人體細胞內端粒DNA將會縮短50~100kb,并隨著個體年齡的增長,端粒DNA長度逐漸變短,并且這一理論人體軟組織中被眾多實驗證實:Lindsey等[10]研究證實了皮膚組織內端粒DNA長度隨年齡的增加而縮短;Melk等[11]研究證實了腎臟組織內端粒DNA長度隨年齡的增加而縮短;Tsuji[12]等通過檢測外周血單核細胞端粒末端限制性片斷(TRF)平均長度與年齡變相關性研究,并建立了TRF隨年齡變化的相關回歸方程,同樣證實了TRF平均長度隨年齡的增加而縮短。隨著端粒研究的不斷深入和完善,在分子水平上推斷年齡將會在法醫學實踐中成為現實。
2.3 線粒體DNA與年齡相關性 線粒體DNA(mitochondrial DNA, mtDNA)是細胞核外DNA,呈雙鏈、環狀,大小為16596bp,mtDNA缺乏內含子和組蛋白保護,又缺乏核DNA復制的校讀和修復系統,致使復制錯賠率極高,且極易受氧自由基的損害,其氧化損傷率是核DNA的16倍[13]。mtDNA損傷常見為片段缺失、單堿基損傷及小片段重復,大量研究表明mtDNA損傷與年齡呈正相關性:Wei等研究發現mtDNA片段缺失與個體年齡呈顯著相關性[14];Tengan等研究發現mtDNA小片段重復(D環區重復)的發生率與年齡增長具有相關性,而與線粒體疾病無關[15]。同時,mtDNA存在組織異質性,根據mtDNA推斷個體年齡時需要各組織的大量統計數據,以及需要排除各種線粒體引起的疾病干擾,方能在法醫學實踐中推廣應用。
3 展望
目前,在法醫學實踐中,大部分法醫工作者一般通過形態學觀察,借助牙齒、骨骼等硬組織進行年齡推斷,根據軟組織推斷年齡還處于研究階段,應用于實踐中還不夠成熟,仍有很多問題需要解決,如檢測指標易受地域環境、遺傳、疾病等因素的影響,并且在不同人群、個體及器官間軟組織存在著差異。隨著分子生物學的發展和多學科技術的交叉應用,一些軟組織內與年齡有關的生化物質已成為法醫學研究的熱點,如竇房結突觸素、GABA、mRNA、microRNA等,將會為軟組織推斷年齡提供新的思路和方法。
參考文獻:
[1]寺西范年. Studies on estimation of the age by human epidemis[J]. 日法雜志,1988,42(3):263-281.
[2]劉英姿,王成祥,李延閣. 利用皮膚組織形態特征判斷年齡[J]. 解剖學雜志, 2008,31(2):255-257.
[3]彭洪洪. 一種基于皮膚紋理特征的皮膚分類算法[J]. 光學技術,2004,30(4):467-469,472.
[4]賀向前,鄧世雄,甘平,等. 基于皮膚圖像年齡評估系統的設計[J].中國組織工程研究與臨床康復,2010,14(43): 8057-8060.
[5]羅斌,宋一漩,祝家鎮,等. 正常人竇房結間質與年齡變化的相關研究[J]. 中國法醫學雜志,1996,11(1):10-12.
[6] Pilin A, Gupta V. Changes in colour of different human tissues as a marker of age [J]. Int J Legal Med,2007,121:158-162.
[7]山口洋. 日本人正常若青者の角膜內皮細胞形態と己眼屈折要素の關連[J]. 日本眼科學雜志,1994,98(6):566-574.
[8] Vlassar H. Advanced glycosylation end products and atherosclerosis[J]. Ann Med, 1996,28:4l9 -426.
[9]Sato Y, Kondo T, Ohshima T. Estimation of age of human cadavers by immunohistochemical assessment of advanced glycation end products in the hippocam-pus [J]. Histopathology, 2001,38 (3):217-220.
[10] Lindsey J, McGill NI, Lindsey LA, et al. In vivo loss of telomere repeats with age in humans[J]. Mutat Res, 1991,256(1):45-48.
[11] Melk A, Ramassar V, Helms LM,et al. Telomere shortening in kidneys with age[J]. J Am Soc. Lephrol, 2000,11(3):444-453.
[12] Tsuji A,Ishiko A,Takasaki T,et a1. Estimating age of humans based on telomere shortening[J]. Forensic Science International, 2002, 126(3):197-199.
[13]Anderson S, Bankier AT, Barrel BG, et a1. Sequence end organization of the human mitohondrial genome[J]. Nature, 1981, 290 ( 5806 ):457-464.
[14] Wei YH. Mitochondrial DNA alterations as aging: associated molecular events [J]. Mutat Res,1992, 275: 145.
[15]Tengan CH, Ferrerio-Barros C, Cardeal M, et al. Frequence of duplications in the D-loop in patients with mitochondrial DNA deletions[J]. Biochim Biophys Acta, 2002,1588(1):65-70.
編輯/蘇小梅