生物气溶胶在法医尸体检验中的危害与防护

【摘要】生物气溶胶是指悬浮于大气中含有细菌、病毒、真菌等生物大分子并具有传染性和致敏性的气溶胶。目前我国各级医院已经能够通过多种预防措施减少疾病通过生物气溶胶途径的传播，而生物气溶胶在法医尸体检验中产生的危害常常被多数法医所忽略，本文从尸体检验中生物气溶胶的形成、传播、危害以及可行防护措施方面进行综述，以期提高法医工作者对生物气溶胶的职业防护意识。

【关键词】法医学;尸体解剖;职业危害;生物气溶胶

法医尸体检验在明确刑事和民事案件中的死亡方式、死亡原因等问题中发挥重要作用，而法医在尸检操作过程中面临各种腐败或致病病原体的职业暴露，目前各级法医均能注意谨慎操作以减少在尸检中因手术刀、缝合针和骨折断端等造成意外划/刺伤导致的病原体暴露，但由生物气溶胶介导解剖室内和尸体来源病原体的传播却常常被忽略，为引起各级法医工作者对生物气溶胶这一职业危害因素的重视，本文对生物气溶胶的概念及其在法医尸体检验中的产生、传播、危害和目前可行的防护措施进行综述。

1生物气溶胶的概念

气溶胶(Aerosols)是指由空气动力学直径在0.001~100µm的固态或液态微粒悬浮于气体介质中形成的相对稳定的气态分散系统;生物气溶胶(Bioaerosol)是指悬浮于大气中含有细菌、病毒、真菌(包括孢子)或致敏花粉、寄生虫卵等生物大分子并具有传染性和致敏性的气溶胶[1]。目前对气溶胶的分类尚无统一标准，按其形成组分可简单分为病毒气溶胶、细菌气溶胶和真菌气溶胶等;此外以20µm、10µm、5µm为临界值对生物气溶胶进行分类的方法也被普遍接受，该分类方法中将直径>20µm、遵循弹道轨迹运动、在重力影响下可快速沉降且可被外科口罩隔断在呼吸道以外的颗粒称为“液滴”;直径<5~10µm、遵循气流流线运动、具有潜在长距离传播能力并可进入呼吸道的颗粒称为“微粒”，其中<10µm的微粒可被吸入呼吸道沉积在声门，<5µm的微粒则可穿透气道直达肺泡间隙;而直径在10~20µm的较“微粒”沉降速度快且较“液滴”携带的感染剂量较小的称为“中间粒子”[2]。常见病原微生物的粒子大小及最小感染剂量见表1，其中以病毒的粒子最小(nm级)，而病毒感染占传染病经气溶胶途径传播的首位，狂犬病毒、肝炎病毒、艾滋病毒等病原体的职业暴露时有报道[3,4]。

2生物气溶胶的形成与传播

生物气溶胶的产生多伴随呼吸活动的进行，当病原体的携带者在进行呼吸、说话、咳嗽、打喷嚏等呼吸活动时均可产生直径不同的飞沫颗粒，其中一次打喷嚏可以呼出约40~200万颗飞沫，一次咳嗽呼出约10万颗飞沫，而大声说话约呼出3000颗飞沫，人体呼吸道产生的感染性飞沫直径一般为0.5~5µm，而生理性咳嗽产生的颗粒直径多为2.1~3.3µm;其中较大的“液滴”短时间内即沉降于地面或其他物体表面，较小的“液滴”则因为水分蒸发致直径变小转化为气溶胶颗粒，这就增加了空气中可悬浮粒子的数量并延长了粒子的悬浮时长[5]。

不同气溶胶颗粒传播的移动速度存在较大差异，模拟实验研究结果显示，正常呼吸、讲话、咳嗽和打喷嚏产生的飞沫在空气中的移动速度分别为1m/s、5m/s、10m/s、20~50m/s[6,7]。而且不同直径气溶胶颗粒的沉降速度也不相同，其中直径为100µm、20µm、10µm的颗粒下降3m距离的用时分别为10s、4min、17min，但直径1~3µm的气溶胶颗粒则可以近乎无限时长地悬浮在空气中[6]。Jones和Brosseau报道的不同空气动力学直径的气溶胶颗粒在呼吸道各段的沉积率见表2，该数据显示直径越大的粒子更多地被阻隔在头部气道和气管、支气管，吸入颗粒在呼吸道末端即肺泡的沉积率伴随其直径的不断缩小而不断增加[8]。由此可见，携带致病或传染病原体的气溶胶颗粒均可能沉降在口、鼻、眼等部位，或者随呼吸进入气道的不同深度，经湿润黏膜表面侵入机体，增加易感人员感染病原体和罹患疾病的风险。

21世纪全球范围内发生的严重急性呼吸综合征(SARS)、中东呼吸综合征(MERS)和新型冠状病毒肺炎(COVID-19)等疾病的大规模流行引起了人类对预防呼吸道传染病经气溶胶途径传播的关注。尤其是当前COVID-19在全球大流行而且全球感染人数不断增加的情况下，国家卫健委发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》中强调“在相对封闭的环境中长时间暴露与高浓度气溶胶情况下存在经气溶胶传播的可能”和“由于在粪便及尿中可分离到新型冠状病毒，应注意粪便及尿对环境造成气溶胶或接触传播”，这进一步强调了预防呼吸系统传染病通过气溶胶途径传播的重要性[6]。随着SARS、COVID-19等病毒致呼吸道传染病在人群中的流行，尤其是经气溶胶传播导致医疗、科研人员感染的证据不断被落实，气溶胶传播疾病对健康人群造成的危害已不容小觑。

3尸体解剖检验中的生物气溶胶的产生及危害

通过尸体检验查明死亡原因和死亡方式等问题是法医病理学的主要内容，人体是由脂肪、蛋白质和碳水化合物等多种物质组成的有机体，存活机体内的多种生物屏障均可以防御肠道菌群和环境细菌的侵害，但机体死亡以后生物屏障功能伴随消失，躯体即成为细菌生长繁殖良好的培养基，这些菌群通过将有机物分解为简单有机物、无机物和腐败气体，沿血管和淋巴管扩散至整个尸体，从事尸体解剖、尸体处理的人员主要面临的职业暴露危害是尸体来源的结核分枝杆菌、血液中的肝炎、艾滋病等病毒，且此类病原体在宿主死后仍可保持不同程度的传染性。

各种原因导致法医在工作中难免接触腐败尸体，在对腐败尸体检验时，操作者通常采取穿戴解剖服、

佩戴多层橡胶手套，并注意在持续持刀切割或者持针缝合中规避手术刀、缝合针、骨折断端等锋利刃缘或尖端对自身造成的机械性损伤，但往往会忽略在冲洗尸体时造成液体振荡、飞溅或者暴露胸腹腔和检查消化系统(胃、肠道)中引起腐败气体快速排出产生的气溶胶颗粒、“中间粒子”或“液滴”。它们在空气流动、液体飞溅的作用下即可漂散于环境空气中，其中部分“中间粒子”和“液滴”受到重力影响迅速沉降于地面及其他物体表面，另一部分则会因为水分迅速蒸发、直径迅速缩小而转化为气溶胶颗粒，这进一步提高了室内尸体检验和在场人员暴露、吸入致病性生物气溶胶的风险。尤其是在面临生前患有肝炎病毒、肺结核、艾滋病等传染性疾病的尸体时，法医在不知情或防护措施不足的情况下对尸体进行解剖检验，其身心健康将受到更大的威胁[9]。

机械工具产生的外科烟雾或骨粉颗粒也是尸体检验中生物气溶胶的重要来源之一，过去很多法医进行尸体解剖时不戴口罩的做法显示了对骨粉气溶胶防护意识的缺乏，但是随着近年来防护意识的不断提高，职业暴露吸入骨粉气溶胶的危害已经引起法医和尸体处理人员的重视。骨粉气溶胶可以导致呼吸道刺激、感染传播甚至遗传毒性。尸检中危害气溶胶的形成主要与检查肠道和开颅锯(特别是电锯)的使用有关，随着摆动/往复式电锯代替手动锯在暴露颅腔或脊髓腔中的普及应用，加上气溶胶病原体在手术和尸检中传播流感、肝炎、艾滋病等病毒不断被报道或证实，各级法医工作者都应注意降低骨粉气溶胶的职业暴露[10]。

Wenner等通过使用往复锯片切割动物肱骨、股骨、脊柱或颅骨来记录操作者和距操作者15m处的粒子大小和数量，结果显示自切割开始之后，操作室内的气溶胶颗粒数目开始急剧增加，以操作者的位置为著，其中以直径0.3~5µm的可吸入颗粒为主，直径0.3~5µm、5~10µm、>10µm颗粒在操作者和距其15m处的数量峰值分别为7.1×106、2.2×103、1.7×103和1.0×106、1×102、7×101/cfm(流量单位cfm：立方英尺每分钟)。0.3~5µm的颗粒在切割结束时(2min)数目达到峰值7.1×106/cfm，所有气溶胶颗粒数目于切割完成后15min内不断衰减[11]。Jip等设计装置探究电动摆锯转速、锯片厚度、骨骼新鲜程度、手锯等因素在切割骨骼过程中对骨粉气溶胶产生的影响，结果显示切割新鲜骨骼时小直径颗粒的产生明显多于大颗粒，这提示骨骼中的水分可能有助于骨粉颗粒的雾化，并增加了骨髓和血液中病原体传播的风险;使用电动摆锯时适当降低锯片转动频率、适当增加锯片厚度或者改用锋利、细齿手锯均可有效降低可吸入骨粉颗粒的产生。此外，作者还提出为尸检人员配备、增加应对气溶胶的防护措施较优化开颅工具以减少骨粉颗粒的产生更行之有效。

目前我国各级医院尤其是呼吸门诊、口腔门诊等科室均能够采取多种物理和化学方法来隔断、杀灭致病性生物气溶胶的吸入，这有效地降低了院内感染的几率。值得注意的是，我国除省会城市和大城市外，绝大多数法医仍在极其简陋的工作环境中进行尸体解剖检验，这些解剖室内和尸体中难以避免存在大量致病微生物。而我国首例新冠肺炎死亡案例的尸体解剖检验暴露出负压解剖室的缺乏以及生物安全等级3级尸体解剖室建设不足的问题，加上部分法医病理学从业人员自我防护意识的落后以及面罩、护目镜、通风设备等必要防护措施的缺乏，使得生物气溶胶危害尸体解剖者和在场人员身体健康的现状不容乐观[12,13]。

4尸检中生物气溶胶的防护

4.1防护现状

尸体检验中产生的各种生物气溶胶严重威胁尸检操作人员和在场人员的健康安全，尸检中经生物气溶胶途径导致法医工作者感染疾病的案例时有报道，当前我国基层的法医学尸体解剖室陈旧落后、设施简单，且解剖环境相对较差且缺乏必要的防护工具，此次COVID-19流行期间暴露的生物防护解剖室的缺乏，体现出推动各基层解剖室标准化对于保证公安机关和司法鉴定机构法医的高效工作以及保护尸检人员身心健康的重要意义。但是基于目前的尸体解剖室建设现状，仍有必要加强各级法医工作者的职业安全意识并加强尸体检验中相应的防护措施，可通过多元化手段，从解剖环境、装备、尸检操作等方面减少法医在尸检过程中生物气溶胶的职业暴露，降低生物气溶胶对法医造成的危害。

4.2解剖环境

通风系统对于加强通风和快速降低、稀释室内气溶胶浓度具有显著作用，同时辅以高效空气过滤系统可以限制病原体向环境空气中扩散。在每次尸检完成后，先使用酸、碱、含氯化合物等较常见的化学消毒剂进行终末消毒，后使用100~290nm的紫外灯(以253.7nm最佳)对物体表面和室内空气进行消毒，通过物理、化学方法的联合使用能够有效杀灭病毒、真菌、细菌及其繁殖体，但应注意在每次尸检开始前应适当通风来避免化学消毒剂挥发、紫外照射产生臭氧对室内人员造成的危害。

4.3尸检操作

从理论上来讲，尸体检验时冲洗尸体、暴露胸腹腔、摘取/切开检查胃、肠、肺及其他空腔脏器、切割颅骨、肋骨等诸如此类操作过程中，均可以通过减小水流、用湿毛巾遮盖或者改善电动摆锯、湿润锯片、改用手锯切割骨质等手段来减少气溶胶的产生，但其降低程度远低于上述操作中气溶胶浓度的短期增长速度，与从源头控制生物气溶胶的产生相比，通过防护措施改善解剖室内空气质量、减少尸检人员的职业暴露更容易取得显著成效。

4.4防护装备

在尸体检验过程中，确保尸检中所有在场人员均能够配备医用口罩、防护鞋服、护目镜等基本个人防护设备，此外Nolte等建议至少需佩戴N-95口罩再接触生前患有传染病的尸体，或者佩戴动力空气净化呼吸器、高效空气颗粒过滤器等更高防护级别的护具来尽可能降低尸检人员呼吸道在病原体气溶胶暴露的风险。尸检人员的防护意识伴随其对骨粉气溶胶危害的了解而不断增加，在COVID-19流行期间，Hasmi等使用丙烯酸塑料设计了一种可重复使用的透明开颅盒(图1)，该开颅盒在吸引器配合下既能保证开颅过程中手臂有足够的移动空间，同时对产生的气溶胶加以限制、收集来保护尸检人员[14]。

4.5人员方面

首先相关管理部门应重视法医解剖工作中存在的气溶胶防护工作，为解剖、记录等工作人员提供必要的防护设备。每一位法医工作者也应该具有较高的生物安全和职业防护意识，注意规范使用和佩戴口罩、解剖服等防护工具，并严格遵守尸检操作规范[15]。在尸体解剖检验前充分了解案情，尤其是在检验可能携带传染性病原体的尸体时，初步制定检验方案以采取符合生物安全标准的防护方案。此外，法医工作者还可通过定期接种疫苗以减少疫苗可预防疾病传染的可能性。

参考文献

[1]陈雪琴，李姗，张明顺，等.生物气溶胶研究进展[J].南京医科大学学报(自然科学版)，2020,40(6):783-

787+792.

[2]TellierR,LiY,CowlingBJ,etal.Recognitionofaerosoltransmissionofinfectiousagents:acommentary[J].BMCInfectDis,2019,19(1):101.

[3]BrooksEG,Utley-BobakSR.Autopsybiosafety:recommendationsforpreventionofmeningococcaldisease[J].AcadForensicPathol,2018,8(2):328-339.

[4]PluimJME,Jimenez-BouL,GerretsenRRR,etal.Aerosolproductionduringautopsies:theriskofsawinginbone[J].ForensicSciInt,2018,289:260-267.

[5]NicasM,NazaroffWW,HubbardA.Towardunderstandingtheriskofsecondaryairborneinfection:emissionofrespirablepathogens[J].JOccupEnvironHyg,2005,2(3):143-154.

[6]倪晓平，邢玉斌，索继江，等.医疗机构中微生物气溶胶的特性与作用[J].中华医院感染学杂志，2020,30(8):1183-1190.

[7]XieX,LiY,ChwangAT,etal.Howfardropletscanmoveinindoorenvironments-revisitingthewellsevaporation-fallingcurve[J].IndoorAir,2007,17(3):211-225.

[8]JonesRM,BrosseauLM.Aerosoltransmissionofinfectiousdisease[J].JOccupEnvironMed,2015,57(5):501-508.

[9]李骄勇.犯罪现场勘验中法医的职业安全[J].中国法医学杂志，2019,34(3):209-212.

[10]BurtonJL.Healthandsafetyatnecropsy[J].JClinPathol,2003,56(4):254-260.

[11]WennerL,PauliU,SummermatterK,etal.Aerosolgenerationduringbone-sawingproceduresinveterinaryautopsies[J].VetPathol,2017,54(3):425-436.

[12]庞宏兵.我国法医学尸体解剖室建设发展现状及对策初探[J].中国法医学杂志，2014,29(2):183-185.

[13]伏建斌，王坚.新冠肺炎疫情期间公安法医应当加强尸体甄别和个体防护[J].中国法医学杂志，2020,35(2):138-141.

[14]HasmiAH,KhooLS,KooZP,etal.Thecraniotomybox:aninnovativemethodofcontaininghazardousaerosolsgeneratedduringskullsawuseinautopsyonaCOVID-19body[J].ForensicSciMedPathol,2020,16(3):477-480.

[15]舒俊杰，刘凯，杜进良，等.法医尸检工作中常见的职业危害因素及预防措施[J].中国法医学杂志，2020,36(1):86-89.