以地質學家的角度看待腎結石

　　近日，美國伊利諾伊大學香檳分校、梅奧診所及其他機構的研究人員在《Nature Reviews Urology》雜志上發表了一篇論文，描述了腎結石的地質特征，勾勒出了腎結石形成的過程，建立了一個新的分類方案，并提出了可能的臨床干預措施。

　　伊利諾伊大學的地質學教授Bruce Fouke表示：“腎結石的形成過程是整個自然界中形成石頭的自然過程的一部分。我們正將地質學、生物學和醫學結合起來，一步一步地繪制腎結石形成的全過程。這個路線圖有助于開發出更有效且有針對性的臨床干預措施。”

　　根據美國國家腎臟基金會的數據，腎結石是一個痛苦的問題，每十個成年人中就有一個會患上腎結石，每年美國約有50萬人因此被送往急診室。然而，人們對腎結石形成的地質機制還知之甚少。

　　Fouke小組先前的研究發現，腎結石的形成方式與自然界中的石頭相同：它們不是一次結晶，而是部分溶解并再次形成，這與醫生認為腎結石突然形成且保持完整的觀點相反。

　　在這項工作中，研究人員利用高分辨率的成像技術，詳細描述了腎結石形成、溶解和再形成的多個階段。這些發現與醫生正在使用的典型分類方案背道而馳。因此，研究人員開發出一種新的分類方案，根據結石的形成階段以及它正在經歷的化學過程來分類。

　　“如果我們能夠鑒定出這些階段轉變，那么也許我們可以干預這一過程，并在結石帶來麻煩之前，打破腎臟組織內部發生的化學反應鏈，”Carl R. Woese基因組生物學研究所的Mayandi Sivaguru談道。

　　一個很有啟發性的發現是在腎結石形成的最初階段：結石從微球粒或礦物質微滴開始，它們在腎臟組織內融合形成更大的晶體。Fouke表示，在正常情況下這些結石會被排出體外，但如果它們融合形成更大的結石并繼續生長，有時會讓人痛不欲生甚至致命。

　　“結石的形成是腎臟內自然發生的健康過程的一部分，這些微小的礦物質沉積會被排出體外，”Fouke談道。“然而，當這些礦物質沉積開始過快地生長，并且無法排出腎臟時，就會出現一個轉折點。”

　　在結石的形成過程中，更多的微球粒融合，失去其圓形形狀，并轉變成更大的完美幾何晶體。研究人員發現，結石經歷了多個部分溶解并再次生長的循環，形成了層狀晶體的標志性圖案，很像在世界各地見到的瑪瑙、珊瑚骨骼和溫泉沉積物。

　　基于對腎結石形成的了解，研究人員概括了幾種可能的臨床干預措施和治療靶點。Sivaguru表示，他們希望研究人員和臨床醫生能夠探索和試驗這些選擇，包括藥物靶點以及飲食或補充劑的改變，這些改變可能會破壞驅動腎結石形成的化學和生物級聯。

　　為此，Fouke領導的研究團隊開發出一種名為GeoBioCell的微流體卡盒，能夠模擬腎臟的復雜內部結構。他們希望這種設備不僅能夠加快研究速度，還能加速臨床診斷檢測和潛在治療方法的評估，尤其是對于70%以上的腎結石復發患者。

　　“最終，我們的愿景是每個手術室都配備一個小型的地質實驗室。在那個實驗室里，你可以在幾分鐘內對一塊石頭或石頭碎片進行非常快速的診斷，并獲得個性化的治療靶點，”Fouke說。