鑑識故事系列：如何「染出」內臟的鐵？

本文轉載自食藥好文網

• 文／黃育琳 食品技師

你喜歡吃香腸嗎？香腸嚐起來不但鹹甜多汁，飄散出來的香氣更是令人口水直流，是日常的菜色之一。

然而，香腸的內部環境容易滋生肉毒桿菌，並產生對人類最強的毒素「肉毒桿菌毒素（botulinum toxin）」，只需要 1 克便能毒死一百萬人。

為了避免吃香腸出人命，則需要在香腸內添加亞硝酸鹽以抑制肉毒桿菌生長，但亞硝酸鹽碰到二級胺（通常不新鮮的肉類或海鮮因產生發酵作用或腐敗而生成）可能會產生致癌物質亞硝胺（nitrosamines），一種經動物實驗結果顯示會導致腫瘤的致癌物質。

天啊！聽起來加與不加，兩邊都很不妙，那我們為什麼還繼續吃下去呢？

這裡忽略了一個很重要的資訊，若導致亞硝酸鹽中毒，需要有一定「劑量」。我們應該去思考，人類如何在不會導致中毒的劑量下，有效運用亞硝酸鹽這個物質 ^[1]？

毒理學中最重要的概念「劑量」

亞硝酸鹽是衛生福利部食品藥物管理署正面表列的合法食品添加物，只要按《食品添加物使用範圍及限量暨規格標準》限量添加（劑量遠低於導致中毒的劑量），那它對人體不但沒有危害，反而能讓我們免於受到肉毒桿菌毒素的威脅。

若是選擇完全不使用亞硝酸鹽，那麼肉毒桿菌毒素中毒的風險則會大大增加。相較之下，使用亞硝酸鹽必然安全許多，既然這樣，世界上還有無毒物質的存在嗎？

毒理學之父 Paracelsus 先生（西元 1493-1541 年）曾說：「所有化學物質都有毒，世界上沒有不毒的化學物質，但依使用劑量的多寡，可區分為毒物或藥物。」這也是毒理學最重要的基礎概念 ^[註]。

所以世界上並不存在完全無毒的食品，只要過量都可能會導致中毒甚至致死，單純用致癌物、有害物質來區分所有物質其實並不正確，而是要注意它的「劑量」。

當然，加工食品也是同樣的道理。

加工食品吃了不好？也是由劑量決定

常聽大家說，常吃加工食品會對人體有害，對健康造成負擔，但是真的完全都不能吃嗎？

適量吃加工食品對身體是不會造危害的，大家所認為天然非加工食品吃太多也一樣會出事。如維繫人體生命的必需物質「水」，這個看似無害的物質，喝太多卻會造成水中毒。

或者是「母乳」這個直接來自人體的物質，也都可能含有微量抗生素、重金屬或塑化劑等，因為人體在長久接觸整個大環境中的污染後，多少會有毒素累積，要完全無毒是不可能的 ^[2]。

許多人說加工食品之所以不好，是因為有部分加工食品，如早餐加糖的穀片、汽水、零食餅乾、罐裝高湯或熱狗等，糖份、鹽份和脂肪含量通常很高，也沒有其它營養價值，吃太多確實會對身體帶來負擔。

另一方面，前面提到的肉毒桿菌毒素，現在已廣泛應用於去除皺紋、瘦臉或瘦腿等醫學美容；人人聞之色變的劇毒「砒霜」，還可以應用在急性前骨髓細胞白血病（APL）的治療 ^[2]。

只要使用正確的「劑量」，毒藥也可以變仙丹。

要如何判別毒性大小？看半數致死劑量

如此重要的劑量該怎麼看呢？在毒理學觀察物質毒性大小時，有一項很常用的工具——半數致死劑量 LD₅₀。

不同用量的化學物質，實驗動物死亡率亦各不相同，通常物質的劑量與實驗動物的死亡率呈現正比。而半數致死劑量（lethal dosage 50%, LD₅₀），指的就是在動物實驗中，使實驗動物產生 50% 死亡率所需要的化學物質之劑量，值愈小表示毒性愈強。

如肉毒桿菌毒素 LD₅₀ 約為 100 ng/kg（毒素重量/實驗動物重量），小白鼠的體重為 0.02 公斤，所以只需要 2 奈克（10^-9 克），就可以使一半的實驗小白鼠死亡；日常生活中的食鹽（氯化鈉） LD₅₀ 約為 40 g/kg，需要 0.8 克才能使一半的實驗小白鼠死亡，兩者的毒性可說是天差地遠 ^[3]。

不過在日常生活中，若要妥善運用食品添加物、農藥等物質，就先得找出不會導致中毒的劑量，也就是「無明顯不良反應劑量（no-observed-adverse-effect-level, NOAEL）」。

它是指在動物實驗中，統計上未觀察到任何不良反應的最大劑量，在後續制定容許量時，NOAEL 是很重要的參考指標 ^[1]。

「每日可接受攝取量」v.s.「最大殘留容許量」或「使用限量」

若是要找出「人」即使長期每天攝取，也不會對健康造成危害的量，科學家們會根據動物實驗，計算出「每日可接受攝取量（acceptable daily intake, ADI），這個數值將作為政府單位作為安全評估的界線，於此界線下會再考量到飲食習慣或田間施藥測試結果，訂定更嚴格的使用限量(如：食品添加物)或最大殘留容許量（maximal residue level, MRL）作為行政執法的依據，超標的廠商將受到懲罰。

但是超標並不代表會中毒，使用限量或 MRL 是依據一般飲食習慣設定，每日的「總曝露量」遠低於 ADI，對人體不會有不良影響。使用限量或 MRL 皆是在科學的基礎下所計算出的管制劑量，對於在管理食品添加物或農藥殘留是非常重要的 ^[1]。

毒物學所熟知的「劑量」，大眾也應瞭解

有了劑量的觀念即可明白，即使不小心喝到一杯某一農藥殘留超標 MRL 5 倍的茶飲料，雖然聽起來很可怕，但其農藥總暴露量可能仍遠低於 ADI，更低於 NOAEL，故不需為此感到恐慌。

當大眾看到不認識的毒物名稱時，很容易被恐懼帶著走。而食品安全無法僅靠科學去維護，也需要消費者、媒體、政府和食品業界一起努力，才能做好安全把關。

因此我們應該了解到食品安全資訊，是需要培養深入認知與討論議題的能力，才能避免流於情緒的宣洩或受到媒體的操弄。

註解

原文為 “All substances are poisons; there is none which is not a poison. The right dose differentiates the poison from a remedy.” ^[3]。

參考資料

1. 陳亭瑋，2022。這是毒還是藥？先搞懂「每日容許攝取量」和「最大殘留安全容許量」吧！。行政院環境保護署毒物及化學物質局。
2. 李霜茹，2017。怎麼決定多少「劑量」對人體有害？── 「PanSci TALK：食品安全基本功」──「PanSci。食藥好文網 TFDA。
3. Shibamoto, T. and Bjeldanes, L. F. 2009. Introduction to food toxicology.

義大利某山腳下的小村莊裡，67 歲婦人遭火吻的裸屍（照片）躺臥家門內側。胸口平置經書；腹肚擺放念珠；左手肘內側有道 X 型的割痕；四肢周圍則散落靠枕與燒過的纖維碎屑。後頭牆面一抹煙燻；附近的地板扔著一個澆水壺、一張翻倒且失去座板的椅子；稍遠處還有焚毀的物質和不明液體。大門、廚房跟柴棚之間，遍佈滴落（drip）、噴濺（spatter）和塗抹（swipe）等各種樣態的血液，以及人來人往的足跡。警方在柴棚裡，找到沾血的菜刀、半罐聞起來有燃料味的液體，與倒下、椅座部份燒壞，且有滴落血斑的椅子；並於窄小的客廳中，尋獲一只乙醇空瓶。^[1]

背景與筆錄

這名婦人有 3 個兒子：1 個自殺身亡；剩下2個罹患思覺失調症，其一反覆恐嚇家人。根據筆錄，事發當天兩個兒子都在樓上，一個於房間裡休息，另外一個聽著震耳欲聾的音樂。婦人的丈夫發現，她坐在門口耶穌聖像前的椅子上，渾身火舌纏繞，遂大聲呼救，叫沉浸於音樂中的兒子幫忙。在接獲通報的急救人員到場前，一名被請來的神父先行抵達，將經書和念珠放在屍體上。之後，其中一個兒子因為半燒毀的椅子「惹到他」，而在警察尚未趕到時，把該證物移至柴棚。^[1]

驗屍

驗屍團隊針對婦人的屍體，進行了下列檢查：

• 電腦斷層掃描：沒有重大創傷。^[1]
• 外觀相驗：90% 體表二至三度燒傷；頭髮燒焦；左手肘內側的X型割痕邊緣滲血；無自衛或他人造成的傷害。^[1]
• 解剖：呼吸道黏膜泛黑；心臟肥大、冠狀動脈硬化、左心室肥厚。^[1]
• 組織學分析：肺氣腫、肺部鬱血、心肌硬化。^[1]
• 毒理學分析：婦人的血液與尿液裡，有乙醇、抗精神病藥物levomepromazine和抗憂鬱劑sertraline殘留。^[1]

法醫認為婦人原本就有缺血性心臟病和慢性肺氣腫，在大面積燒傷後，導致急性心血管功能不全，休克而死。至於體內乙醇和藥物的濃度，沒有高到會造成死亡。^[1]

重建時序

由於婦人身上沒有抵禦的痕跡，基本上可以推論不是死於他殺。此外，自焚的燒傷面積，通常比被別人縱火來得大，這也符合婦人的情形。然而，她大概沒有事先計劃，單純臨時起意，才會一個方法不行，再試另一個，愈換愈致命，成為手法多元的非典型自殺個案。^[1]

此案複雜的程度，本來就已經令辦案極具挑戰；偏偏死者的家屬和神父又破壞現場；而且警方沒有檢驗可燃液體的成份，這些都讓事情難上加難。不過，在《國際鑑識科學：報告》（Forensic Science International: Reports）期刊上，分析這個案件的作者，還是絞盡腦汁，把整個時序重建出來：^[1]

首先，婦人使用的藥物不是醫師開的，而且她刻意配合大量乙醇服用，自殺意圖明顯。她體內藥物的濃度沒有很高，不過是因為死亡打斷了身體的吸收。再來，手臂嚴重割傷，必定發生在自焚之前，不然應該沒本事劃得那麼整齊，又那麼深。後來火燒的時候，她還活著，而非死後遭人焚屍，所以會吸入濃煙，燻黑呼吸道黏膜。最後，從血斑的型態和方向，則能判斷婦人先持刀傷害自己，接著在公寓的地面層遊蕩，直到進入柴棚取得可燃液體。她可能在那裏或廚房，將液體淋滿全身，再行至門前走道，然後於耶穌像前坐下。該處牆上焚燒的痕跡，跟婦人身形的高度與寬度吻合，即為佐證。^[1]

即使婦人艱困的生活背景，給予她明確的自殺動機，以上推論還是從統合分析多方線索而來。原個案報告作者也強調，遇到如此複雜的命案，務必參考鑑識醫學、毒理學檢驗和醫療影像等資訊，才能做出正確的解讀。^[1]

自殺防治專線：
 衛生福利部安心專線 1925
 生命線協談專線 1995
 張老師輔導專線 1980

參考資料

1. Terranova C, Massaro L, Angiola F. (2023) ‘An unusual unplanned complex suicide by arm cutting, poisoning, and self-immolation’. Forensic Science International: Reports, 8:100327.

波蘭的這間實驗室裡，鎖著一櫥劇毒化學藥劑，只有員工才能持鑰匙開啟。她藉職務之便，盜走了一袋白色結晶。^[1]

早上 6 點 54 分，急救人員接獲家屬通報，並於 7 點 7 分趕到女子的住所。她正嘗試嘔吐。女子說，自己3個月來服藥抗憂鬱，當天 6 點 40 分，卻還是吞下劑量不明的氯化汞（HgCl₂）。她講話的時候抱怨腹痛，但沒有其他症狀。^[1]

自殺防治專線：
 衛生福利部安心專線 1925
 生命線協談專線 1995
 張老師輔導專線 1980

症狀

救護車在 7 點 34 分抵達醫院急診室，女子開始嘔吐。^[1]接著，她中樞性發紺（central cyanosis），全身缺氧，膚色泛青；^{[1, 2]}心跳過速、頻頻顫抖、吞嚥困難、腹瀉、口齒不清。^[1]她的呼吸急促，吸氣時肺部有濕囉音（crackles或rales）；吐氣則伴隨喘鳴（wheezing）。^{[1, 3]}

檢驗

血液檢測顯示，女子的血球容積比（haematocrit），也就是血液中紅血球所佔體積的百分比，數值極高，意味著嚴重脫水；^{[1, 4]}單位容積裡，血紅素（血紅蛋白）的重量，還有紅血球、白血球、血小板的個數，也全部超標；而汞濃度高達 191 mg/L。^[1]

另外，生化檢驗的血液檢體，因為過份溶血（haemolysis），所以缺乏結果報告。^[1]雖然汞中毒會破壞紅血球，而導致此現象；^[5]但是另一管血液似乎未受影響。^[1]如果兩管為同時採樣，僅此檢體溶血，其實也有可能起因於技術失誤，像是止血帶綁太久等。^[6]

治療

氯化汞等腐蝕性物質，會傷害腸胃道的黏膜，使其穿孔。治療時，得密集地經靜脈補充水份，並對付各種症狀。醫療團隊試圖改善女子脫水的情況，同時投以正腎上腺素、胃酸抑制劑、鴉片類止痛劑等，然後插管連接呼吸器。他們沒有幫女子洗胃（gastric lavage），^[1]或許是因為文獻指出這會引發嘔吐，然後就有將穢物吸入呼吸道的風險。^[7]理想上，還可提供螯合療法（chelation therapy），^[1]用能與重金屬結合的藥物，將毒物從血液中移除。^[8]甚或加上血漿分離術（plasmapheresis），換置乾淨的血漿；或是以血液透析（俗稱「洗腎」；haemodialysis）過濾掉毒素。^{[1, 9, 10]}不過，時間根本不夠執行這些治療。10 點 25 分，女子就心臟驟停（sudden cardiac arrest）。立刻心肺復甦無效，享年38歲。^[1]

驗屍

儘管這名女子罹患憂鬱症，服毒動機明確；負責此案的檢察官為求謹慎，仍委託波蘭博美醫學大學（Pomeranian Medical University）的法醫系驗屍：女子嘴唇與口腔黏膜交界的表層壞死，呈現深褐色；某些跟牙齒連接處的牙齦發黑；肺及大腦等內臟鬱血水腫；食道和十二指腸的黏膜極為柔軟；白色剝落的病灶，遍佈血栓性壞死（thrombotic necrosis）的灰白胃壁；胃裡有 50 毫升的粉褐色液體（照片）；有些稀爛的糞便，猶未排出體外。血液中，驗出急救時使用的藥物，以及 2 種抗憂鬱劑，還有濃度高達 147 mg/L的汞。^[1]

氯化汞

氯化汞能讓蛋白質變性，過去曾被當作消毒劑使用。其毒性極強，若不慎攝取，可能會造成腐蝕性灼傷、急性腸胃炎、急性腎衰竭與循環衰竭，甚至微小的劑量就能致人於死。正常來說，汞在血液裡的濃度，應該維持於 10 μg/L以下；超過 20 µg/L，即視為中毒。此案女子生前跟死後兩次驗血，得到的數值分別為 191 mg/L 和 147 mg/L，可謂相當驚人。檢察官看了驗屍報告，確認女子死於服氯化汞自盡，便不再繼續調查。^[1]

參考資料

1. Majdanik S, Potocka-Banaś B, Glowinski S, et al. (2023) ‘Suicidal intoxication with mercury chloride’. Forensic Toxicology, 41, 304–308.
2. Pahal P, Goyal A. (03 OCT 2022) ‘Central and Peripheral Cyanosis’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
3. Dugdale DC. (14 JUL 2021) ‘Breath sounds’. MedlinePlus, U.S. National Library of Medicine.
4. ‘What Does Hematocrit Mean?’. The American National Red Cross. (Accessed on 26 AUG 2023)
5. Kerek E, Hassanin M, Prenner EJ. (2018) ‘Inorganic mercury and cadmium induce rigidity in eukaryotic lipid extracts while mercury also ruptures red blood cells’. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) – Biomembranes, 1860(3):710-717.
6. Jacob E, Jacob A, Davies H, et al. (2021) ‘The impact of blood sampling technique, including the use of peripheral intravenous cannula, on haemolysis rates: A cohort study’. Journal of Clinical Nursing, 30(13-14):1916-1926.
7. Zag L, Berkes G, Takács IF, et al. (2017) ‘Endoscopic management of massive mercury ingestion: A case report’. Medicine (Baltimore), 96(22):e6937.
8. Millstine D. (SEP 2022) ‘Chelation Therapy’. MSD Manual – Professional Version.
9. Sergent SR, Ashurst JV. (10 JUL 2023) ‘Plasmapheresis’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.
10. Murdeshwar HN, Anjum F. (27 APR 2023) ‘Hemodialysis’. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing.