費　青，李紅彬，王元斌，鄭吉龍，林子清

(1.吉林省公安廳刑事科學技術研究管理中心，吉林 長春 130051；

2.吉林省伊通滿族自治縣公安局，吉林 伊通 130700；

3.四平市公安局交警支隊，吉林 四平 136000；

4.中國刑事警察學院法醫(yī)系，遼寧 沈陽 110035)

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用組織顯微形態(tài)學特征鑒別馬和牛骨的研究

費青1，李紅彬2，王元斌3，鄭吉龍4，林子清4

(1.吉林省公安廳刑事科學技術研究管理中心，吉林 長春 130051；

2.吉林省伊通滿族自治縣公安局，吉林 伊通 130700；

3.四平市公安局交警支隊，吉林 四平 136000；

4.中國刑事警察學院法醫(yī)系，遼寧 沈陽 110035)

[摘要]采用骨組織學方法，研究了馬、牛骨的顯微形態(tài)學鑒別特征.結果表明：在25項骨顯微結構指標中，馬、牛骨在骨單位數(shù)量等13個指標上具有顯著差異.用這些指標建立了種屬判別數(shù)學模型，并應用其進行了回歸方程計算，兩者的判別率可達97.0%.

[關鍵詞]馬；牛；股骨；組織學結構；種屬鑒別

馬和牛同屬于大型食草類哺乳類動物，也是比較常見的家畜，與人類的關系極為密切.[1]由于二者體型均較龐大，又都屬食草動物，因而有很多共同之處，特別是其骨骼的大小、形態(tài)非常相近，很難將兩者區(qū)別出來.[2]若利用部分骨骼或骨殘片區(qū)分兩者，更是難以實現(xiàn).但有時，會遇到需要對二者進行鑒別的問題，特別是需要對其骨骼進行鑒別的情況，如在有些刑事案件中，需要利用骨骼碎片鑒別馬、牛.目前，國內(nèi)外尚沒有運用骨組織學方法，對馬和牛的骨顯微結構差異進行系統(tǒng)的研究報道.鑒于此，本文以二者的股骨為研究對象，對馬和牛的長管狀骨的微觀結構進行了研究，觀察和測量了25項微細結構，確立了13項具有明顯差別的觀測指標，并依此建立了利用骨組織學方法進行馬和牛骨骼種屬鑒別的數(shù)學模型.

1材料與方法

1.1研究樣本

在屠宰場收集2歲以上、沒有明顯畸形和肉眼可見疾病的馬和黃牛各50只，取其右腿股骨中段(約4 cm)作為研究樣本.樣本采集后，放入10%福爾馬林固定液中固定7 d，備用.

1.2試劑與儀器

硫瑾(上海國藥集團化學試劑有限公司出品)，苦味酸(沈陽市強華試劑廠出品)；冰凍切片機 (Bright Instrument Company LTD Huntingdon England，Britain)，Nikon Eclipse 80i高倍顯微鏡(日本，尼康)，病理圖像處理系統(tǒng)(美國，Motic).

1.3切片染色

將檢材鋸成厚約0.5 cm的薄片，在10%甲醛溶液中固定3 d；然后，放入8%硝酸溶液中脫鈣約5 d(每天更換脫鈣液)，達到骨組織可用針刺透為宜.水洗12 h后，用冰凍切片機切成厚約20 μm的切片.采用schmorl氏硫瑾/苦味酸染色法染色，用光學顯微鏡在40倍、200倍和400倍下觀察并拍攝圖片，輸入計算機，并用Motic公司的病理圖像處理系統(tǒng)觀察和測量選定的各項指標.

1.4指標的選擇

為了全面研究股骨密質(zhì)骨的組織學形態(tài)特征，從環(huán)層骨板、骨單位以及骨細胞等多個層次選定以下25個指標：40倍及200倍鏡下，一個視野的哈氏系統(tǒng)數(shù)量、面積、直徑，舊骨單位數(shù)量，內(nèi)環(huán)骨板厚度、內(nèi)環(huán)骨板相對厚度，外環(huán)骨板厚度、外環(huán)骨板平均相對厚度，非哈氏管數(shù)量，骨小梁寬度、骨小梁間距、骨小梁面積百分比等12項數(shù)量指標，以及哈氏系統(tǒng)形態(tài)、骨單位排列狀況、舊骨單位的形態(tài)、舊骨單位的排列情況、舊骨單位環(huán)層骨板形態(tài)、骨小梁起始部骨單位情況等6項形態(tài)指標；400倍鏡下，哈氏系統(tǒng)的環(huán)層骨板數(shù)量、哈氏管直徑、面積，舊骨單位的環(huán)層骨板數(shù)量，骨陷窩的數(shù)量、面積、排列狀況等7項指標.每項指標至少觀察4個視野，取4個視野的平均值作為該項指標的測量數(shù)據(jù).各項指標的測量標準見表1.

表1　各項指標的測量標準

每項指標至少觀察4個視野，取4個視野的平均值作為該項指標的測量數(shù)據(jù).

1.5數(shù)理統(tǒng)計

應用SPSS14統(tǒng)計軟件包對各項數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析，包括各項指標的平均數(shù)、標準差，兩種動物間各項指標的比較分析以及二者間的判別分析等.

2結果

切片經(jīng)染色處理后，在顯微鏡下骨質(zhì)顏色為深黃色，骨單位、骨陷窩和骨小管被染成紫褐色.觀察發(fā)現(xiàn)，牛和馬的哈氏系統(tǒng)面積大小不一，排列不規(guī)則，大多呈圓形或橢圓形，牛股骨在邊緣處偶可見形態(tài)不甚規(guī)則的哈氏系統(tǒng)；二者的內(nèi)環(huán)骨板和外環(huán)骨板厚薄不均，可以見到明顯的叢狀骨，有時可以見到骨單位帶.經(jīng)統(tǒng)計學分析，在25項觀測指標中，有哈氏系統(tǒng)數(shù)量、哈氏系統(tǒng)直徑、哈氏系統(tǒng)面積、環(huán)層骨板數(shù)、哈氏管直徑、哈氏管面積、內(nèi)環(huán)骨板厚度、內(nèi)環(huán)骨板相對厚度、外環(huán)骨板厚度、非哈氏管數(shù)量、骨陷窩數(shù)量以及骨陷窩面積等13項指標具有明顯的種屬特異性，其他指標間沒有明顯差異，結果見圖1、圖2、表2.依據(jù)這些結果，利用多元判別分析方法，建立馬和牛之間種屬鑒別的數(shù)學模型：

Y1=-157.232+4.285X1+0.472X2-0.000 1X3+2.220X4+2.528X5-0.015X6-

0.122X7+368.976X8+0.154X9+33.499X10-0.009X11+0.572X12+0.776X13；

Y2=-161.171+5.069X1+0.408X2-0.000 1X3+3.004X4+2.524X5-0.019X6-

0.059X7+380X8+0.183X9+6.158X10-1.445X11+0.633X12+0.639X13.

式中：Y1為馬，Y2為牛；X1～X13為表2中所對應的各項指標.Y1>Y2時被檢驗的骨骼碎片為馬的骨骼，Y1

HS哈氏系統(tǒng)，N-HS非哈氏系統(tǒng)，HC哈氏管圖1　牛股骨冰凍切片(×40)

HS哈氏系統(tǒng)，OB骨單位帶，N-HS非哈氏系統(tǒng)，HC哈氏管，IL股間板圖2　馬股骨冰凍切片(×40)

指標馬 牛P哈氏系統(tǒng)數(shù)量(X1)6.830±1.10710.541±2.5370.001哈氏系統(tǒng)直徑(X2)182.942±29.628152.204±28.7910.001哈氏系統(tǒng)面積(X3)21517.170±9262.72916325.060±9651.7950.011環(huán)層骨板數(shù)(X4)3.180±1.0254.822±0.7550.001哈氏管直徑(X5)50.115±20.83129.500±6.3960.001哈氏管面積(X6)1560.782±1334.679569.997±243.0190.001內(nèi)環(huán)骨板厚度(X7)55.493±44.182144.963±51.9250.001內(nèi)環(huán)骨板平均相對厚度(X8)0.037±0.0290.077±0.0390.001外環(huán)骨板厚度(X9)61.312±25.96995.110±36.0700.015外環(huán)骨板平均相對厚度(X10)0.018±0.0150.050±0.0420.767非哈氏管數(shù)量(X11)0.488±0.5930.930±0.8160.004骨陷窩數(shù)量(X12)93.475±15.027113.786±19.2680.001骨陷窩面積(X13)45.631±12.92431.931±13.9060.001

3討論

眾所周知，馬和牛是與人類關系密切的大型家畜類動物，馬在4 000年前即被人類馴服，在古代曾是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸和軍事等活動的主要動力；而牛在新石器時代就已被人類馴化，也曾作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和交通運輸?shù)闹饕獎恿Γ?，馬和牛在人類歷史上發(fā)揮過重要作用.現(xiàn)在農(nóng)村仍然有些家庭把馬和牛作為主要勞動動力.現(xiàn)代生活中馬又被用來開展賽馬和馬術運動，牛則在人們?nèi)粘ｏ嬍持邪l(fā)揮著重要作用.但是，由于馬和牛的生存歷史和其對人類的特殊性，以及人們對其價值的認識，目前的研究多集中于對其經(jīng)濟價值、飼養(yǎng)條件、品種改良以及疾病防治等方面[3]，而對于其骨組織形態(tài)學間的差別研究還未見報道.而動物的種屬鑒別，特別是人與動物、動物與動物的鑒別是各國法醫(yī)學家們研究的重點之一.藤田等[4-5]曾對焚燒的骨骼進行了種屬間鑒別的系列研究，認為骨骼焚燒后其組織學形態(tài)特征不能被燒毀，可以根據(jù)其形態(tài)特點進行人、獸鑒別；W.Bloom等[6-7]對人的骨組織學及幾種常見動物的骨組織學特征進行了描述，但這些研究都存在動物樣本少、不能進行統(tǒng)計學分析的問題，也沒有建立種屬鑒別的數(shù)學判別公式.鑒于此，我們利用馬和牛各50個個體的較大樣本，采用骨冰凍切片，Schmorl氏硫瑾/苦味酸染色的制作方法，選擇股骨為代表，系統(tǒng)探索了馬和牛長管狀骨的組織學形態(tài)特征，發(fā)現(xiàn)雖然馬和牛的體型均較大，其骨骼的大小相近、形態(tài)特征也較類似，但其組織學結構測量指標的統(tǒng)計分析結果明顯不同.這與張繼宗的報道相近[8]，雖然其研究與本文的測量指標截然不同.本文的研究表明，兩者在13項測量指標上具有明顯的差異，說明馬和牛的長管狀骨組織學形態(tài)不僅與人具有明顯的差異，而且具有各自種屬的特點，這些特點為從微觀水平進行馬和牛的骨骼種屬鑒別奠定了基礎.

根據(jù)馬和牛的長管狀骨的組織學特點，通過多元判別分析，我們建立了鑒別馬和牛長管狀骨骼碎片的數(shù)學公式，經(jīng)過盲測分析，其準確判別率可以達到97.0%.該公式的建立，不僅為法庭科學解決可能遇到的需要通過骨骼碎片鑒別牛、馬的各類刑事案件和民事案件提供了新的有效方法和手段，更為動物學、考古學等相關學科解決相關問題提供了新的方法，同時也填補了馬和牛骨骼組織學形態(tài)特征差別研究的空白，為相關學科深入研究馬和牛的微觀水平形態(tài)特征奠定了基礎.

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[5]藤田昌宏，谷井広樹，石橋宏.骨組織の法醫(yī)學的研究(Ⅱ)焼骨の人獣鑑別[J].日法醫(yī)誌，1988，41(6):577.

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[8]張繼宗. 骨骼種屬鑒定的組織學研究[J].法醫(yī)學雜志，2001，17(3)：139-141.

(責任編輯：方林)

Histological features and identification of femur between horses and cattle

FEI Qing1，LI Hong-bin2，WANG Yuan-bin3，ZHENG Ji-long4，LIN Zi-qing4

(1.Institute of Forensic Science,Jilin Provincial Public Security，Changchun 130051，China；2.Yitong Manchu Autonomous County Public Security Bureau，Yitong 130700，China；3.Detachment of Traffic Police ,Siping Police Security Bureau，Siping 136000，China；4.Department of Forensic Medicine,National Police University of China，Shenyang 110035，China)

Abstract:Using bone histological method,study feature identification of femur between hores and cattle.Significant differences were observed on 13 indicators such as number of osteon etc among 25 indicators selected for ananlysis .Establish mathematical modle for species identification based on these indicators,the discrimination reaches 97.0%.

Keywords:horse；cattle；femurs；histological structure；species identification

[中圖分類號]D 919.2[學科代碼]820·3065

[文獻標志碼]A

[作者簡介]費青(1957—)，男，主任法醫(yī)師，主要從事法醫(yī)病理研究學.

[基金項目]國家科技支撐計劃資助項目(2007BAK26B04).

[收稿日期]2015-08-20

[文章編號]1000-1832(2016)01-0106-04

[DOI]10.16163/j.cnki.22-1123/n.2016.01.022