昆虫毒性学

法医昆虫学において、昆虫毒性学は死肉を食べる節足動物（主にハエと甲虫）の毒素の分析である。死体や犯罪現場の節足動物を使って、捜査官は死亡時に体内に毒素が存在していたかどうかを判定することができる。この技術は法医学における大きな進歩である。これまでは、中毒組織や体液のないひどく腐敗した死体の場合には、このような判定は不可能だった。節足動物の発育に対する毒素の影響に関する進行中の研究により、死後の経過期間をより正確に推定することもできるようになった。

薬物は節足動物の発育速度にさまざまな影響を及ぼす可能性がある。法医昆虫学が用いられるケースでは、モルヒネ、ヘロイン、コカイン、メタンフェタミンがよく関係している。昆虫の成長段階は、特定の種の周期の変化の原因を判定するための基礎となる。成長段階の変化は、昆虫が食べている死肉に毒素が含まれていることを示していることが多い。甲虫（コウチュウ目）や甲虫の糞は昆虫毒物学でよく用いられるが、毒素の存在は、甲虫が有毒物質を含む死肉を食べていたハエの幼虫を食べた結果であることが多い。ハエ（双翅目）は昆虫毒物学で最もよく用いられる昆虫である。^[1]

ニクバエ（Curranea）tibialisの幼虫の研究を通じて、バルビツール酸はハエの幼虫期の長さを長くすることがわかり、最終的には蛹化の段階に達するまでの時間を長くする。^[2]モルヒネとヘロインはどちらもハエの発育速度を遅くすると考えられていた。^{[3] [4]}しかし、ハエの発育に対するヘロインの影響を詳しく調べたところ、実際には幼虫の成長を速め、蛹期の発育速度を遅くすることがわかった。これにより、卵から成虫までの全体的な発育時期が実際に長くなる。モルヒネを注入した肉のさまざまな濃度で飼育したLucilia sericata（双翅目：クロバエ科）の研究では、脱皮した蛹の殻のモルヒネ濃度が成虫よりも高かった。^[5]コカインとメタンフェタミンもハエの発育速度を速める。^[3]

いくつかの影響は毒素の濃度に依存し、他の影響は単に毒素の存在に依存します。たとえば、コカイン（致死量）は幼虫を「孵化後36（～76）時間でより急速に成長させます」。^[3]成長の程度は、摂取した場所のコカインの濃度に依存します。一方、メタンフェタミンの量は蛹の発育速度に影響します。致死量のメタンフェタミンは、約最初の2日間は幼虫の発育を促進しますが、その後は曝露量が致死量の中央値に留まると発育速度が低下します。メタンフェタミンの存在は、幼虫の最大長を短縮させることも判明しました。^[3]

発育速度の変化に加えて、昆虫の摂食が長期間中断されたり、発育のどの段階でも昆虫の大きさが変化したりすることも、昆虫の食物源に有毒物質が存在することを示している可能性がある。^[3]

JC ベイヤーと彼のパートナーが1980 年に人間の遺体を餌とするウジから毒素を回収できることを初めて実証して以来、調査における昆虫毒性学の利用は法医昆虫学の分野に出現した。 ^[6] その一例は、自殺未遂歴のある 22 歳の女性が死後 14 日で発見された事件である。遺体の腐敗が進行していたため、毒素の検査に使用できる臓器や組織のサンプルはなかった。女性の遺体を餌としていたCochliomyia macellaria (双翅目: クロマトグラフィ科) の幼虫をガスクロマトグラフィー(GC) と薄層クロマトグラフィー(TLC) で分析したところ、フェノバルビタールが検出され、死亡時に女性の体内に存在していたことが判明した。^[3]

フランスでは、パスカル・キンツと彼の同僚が、死後約2か月で発見された遺体の組織と体液の分析では検出されなかった毒素を昆虫毒物学で検出できることを実証した。現場で見つかった臓器組織とクロマトグラフ法による幼虫の液体クロマトグラフィー分析で、5種類の処方薬が存在することが明らかになった。 しかし、トリアゾラムはウジの分析でのみ検出され、臓器組織サンプルでは検出されなかった。比較研究により、腐敗した体組織よりも双翅目のサンプルの毒物学的分析の感度が高いことが示された。同様のケースでは、薬物を乱用していたことで知られ、最後に生きているところを目撃されたのは5か月前だった29歳の男性の遺体が発見された。ノルテと彼の同僚は、GCおよびGC-MS技術を使用して、腐敗した筋肉組織と遺体に見つかったウジの中にコカインが存在することを発見した。しかし、筋肉組織の分解が激しいため、より適切な薬物サンプル（分解副産物を含まない）がウジから採取されました。^[3]

ペッカ・ヌオルテヴァは、フィンランドのインゴでひどく腐乱した状態で発見された若い女性の事例を紹介した。遺体から回収された双翅目の幼虫は成虫になるまで育てられ、低レベルの水銀を含んでいたことがわかった。これは、女性が比較的水銀汚染の少ない地域から来たことを示している。この推測は、女性が身元を特定され、フィンランドのトゥルクの学生であったことが判明すると正しいことが証明された。この事例は、毒物学的分析が起源の特定に役立つことを実証した。 ^[7] この事例は、水銀とウジ虫への影響に関するヌオルテヴァの研究を適用した。実験により、ウジ虫（水銀を含む魚を餌にしたもの）の組織には、魚の組織よりもさらに高濃度の水銀が含まれていることが判明した。ヌオルテヴァはまた、ウジ虫の体内に水銀が存在すると、蛹の段階に入る能力が妨げられることを発見した。^[8]

特定の事例の分析を通じて、死後人の体内に存在する毒素が死後経過時間の推定を混乱させる可能性があることが明らかになった。グナティレイクとゴフが報告したそのような事例の一例として、自殺未遂歴のある58歳の男性がハワイのホノルルの床下で死体で発見された事件が挙げられ、この男性は8日前に目撃されていた。死体には2種の双翅目（クロバエ科）Chrysomya megacephalaとChrysomya rufifaciesが付着しており、死体組織サンプルからはマラチオンが検出されていた。調査官は、状況を考えると、死体には2種のハエしか見られず、これらの種が死後経過時間を5日間と示していたことは異常だと考えた。したがって、男性の体内に有機リン系マラチオンが存在していたため、産卵が数日遅れたと判断された。^[7]

ポール・キャッツは、ワシントン州スポケーンで起きた、ウジ虫によって死後の推定が異なった事件を分析した。20歳の女性被害者が刺殺され、木々に囲まれた開けた場所で横たわっているのが発見された。死体にいた最も古いウジ虫のほとんどは約6～7 mmの長さで、生後約7日であったことが示唆された。しかし、非常に奇妙な例外があり、17.7 mmのウジ虫が回収され、生後3週間であることが示唆された。ウジ虫が近くの死肉から死体にやってきた可能性を排除した後、3週間のウジ虫が死体にいたことは考えられないと推定された。その後の調査で、女性は死亡する直前にコカインを吸引しており、17.7 mmのウジ虫が女性の鼻腔で吸血したに違いないことが明らかになった。研究により、コカインの摂取によってウジ虫の発育が早まることが明らかになった。^[9]

毒素の検出にはウジの組織が使われるだけでなく、脱落した虫の殻や虫の排泄物も死体に含まれる毒素の検出と特定に使われてきた。この発見の一例は、コネチカット州の検死官エドワード・マクドノー氏によって実証された。中年女性のミイラ化した死体が彼女の自宅で発見された。処方薬の瓶が見つかり、ラベルには以下の薬が書かれていた。アンピシリン、セクロール、ドキシサイクリン、エリスロマイシン、エラビル、ロモチル、ペンタゾシン、タイレノール 3。マクドノー氏は胃の内容物と脳の乾燥切片の毒物学的分析を行い、致死レベルのアミトリプチリンとノルトリプチリンを発見した。現場の死体からは、昆虫の排泄物、 Megaselia scalaris（双翅目：ハエ科）の蛹の抜け殻、およびDermestes maculates（甲虫目：カマキリ科）の幼虫の脱皮が採取された。マクドノーはこれらをFBIの研究所に送り、そこで強酸と強塩基を用いてサンプルの複雑な構造を分解し、分析のために毒素を取り出した。脱皮した蛹の抜け殻と幼虫の皮にもアミトリプチリンとノルトリプチリンが含まれていることがわかった。蛹の抜け殻に高濃度の薬物が検出された理由は、ハエ科のハエは柔らかい組織を好むためである。ハイドビートルの幼虫の皮には薬物の濃度が低く検出されたのは、これらの甲虫は乾燥したミイラ化した死体を好むためである。蛹の抜け殻と幼虫の皮を使うことで、捜査官は死後何年も経った死体から毒素を検出することができる。^[8]

昆虫毒性学における欠落部分を埋めるためには、さらなる研究を行う必要がある。生体内蓄積、昆虫による薬物の代謝、昆虫による証拠の定量分析などの分野は、研究が始まったばかりである。昆虫毒性学は法医昆虫学の比較的新しい分野であるため、限界がある。パウンダーの研究によると、組織内の薬物濃度とその組織を食べる幼虫との間には相関関係がない。^[6]昆虫標本は、定性的な毒性標本として最適である。しかし、昆虫学的証拠を使用して組織内の薬物濃度を定量化できる評価法の開発に関する研究は不足している。その理由の1つは、薬物は吸収率が排出率を上回った場合にのみ幼虫で検出できるためである。^{[3] [10] は、}コプロキサモールおよびアミトリプチリンの過剰摂取例から採取したヒトの骨格筋で飼育したCalliphora vicina の幼虫を使用してこの理論を実証した。蛹と3齢幼虫のサンプルにはもはや薬物の濃度は含まれておらず、薬物は幼虫のライフサイクル全体にわたって生体内蓄積しないことを示しています。これにより昆虫学者は、幼虫が毒素を継続的に供給されていない場合、時間の経過とともに毒素が幼虫の体内から排除されるという理論を立てています。^[3]