如果问肾结石是什么,大部分人可能都会回答:是身体里“长”出来的小石头。在传统认知中,绝大多数肾结石是由尿液中的矿物质过饱和后,自发结晶、沉积、聚集形成的类似水垢的无机物。
但就在最近,一项发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的研究,彻底颠覆了这一认知。由华盛顿大学、加州大学洛杉矶分校等机构科学家组成的研究团队,用一系列高精尖的显微镜探测技术发现:肾结石,很可能是“活的”[1]。
1.肾结石是有机物-无机物的复合体
因为草酸钙结石占所有肾结石的70%以上,所以研究者们以草酸钙结石为主要研究对象,用扫描电子显微镜、聚焦离子束切割和共聚焦荧光显微镜等技术,对收集到的患者结石的内部结构进行了细致观察。
结果发现,这些草酸钙结石内部,并非通常所认为的单纯致密的矿物晶体,而是无机矿物层和有机生物膜层的交替堆叠。生物膜里面不仅有球菌、杆菌等多种细菌群落,还有它们分泌的用来保护自己的胞外多糖、蛋白质和DNA。换句话说,我们体内的肾结石并非简单的化学沉淀物,而是有机物-无机物的复合体。
2.细菌对结石的共生影响
虽然在过去的研究中,已发现与尿路感染有关的结石表面存在会导致慢性感染、结石增大及复发的细菌生物膜。但在这一最新研究中,研究者进一步确定:一直被视为非感染性无机结晶的草酸钙结石中,也含有类似的细菌生物膜,且与结石共生的细菌并非仅附着在结石表面,而是在结石生长之初就被包裹在结石的核心。
而且,这些细菌对肾结石的影响远不止包含与被包含这么简单。传统认知下,尿液太浓、结晶析出是结石形成的起点。但该研究提出了一个新模型:尿液环境会给细菌带来巨大的生存压力,细菌需要不断将钙离子泵出以维持胞内低钙环境,这种压力会促使细菌释放大量的胞外DNA(eDNA)。而eDNA自带密集负电荷,能将尿液中的钙离子吸引到自己身边,让局部钙浓度升高,进而催生草酸钙结晶,让结石逐层生长。
3.对肾结石未来预防和治疗的启发
为什么碎石后容易感染?为什么结石容易复发?这一研究为肾结石治疗中许多长久存在的疑问找到了答案。因为碎石治疗打碎的不仅是结石,同时会释放结石内部包裹的细菌。因此,许多既往无尿路感染史的患者,在接受碎石治疗后也可能出现感染症状,甚至发生败血症。此外,若手术后残留结石碎片,其附着的细菌可能再次繁殖,既可能促进结石复发,也可能引发尿路感染。
基于肾结石中存在细菌生物膜这一特征,对这类肾结石的预防和治疗策略也需要更新和升级。已有研究团队发现,在结石手术中用含有壳聚糖的抗菌聚合物冲洗结石,可降低结石表面的细菌载量,并且对尿路组织毒性极小,可能成为减少结石术后并发症的有效且安全的途径[2]。
在日常防护中,多喝水依然是首选的预防结石方案。大量饮水能稀释尿液,降低钙离子浓度,也就减少了细菌将钙离子富集起来的机会。同时,需注意个人卫生、做好日常清洁,均衡饮食,减少高糖食物的摄入,不滥用抗生素,以免破坏身体菌群平衡,增加尿路感染的风险。
肾结石是“活的”,这一结论虽然听起来有些吓人,但唯有先了解其本质,才能更好地进行有针对性的预防和治疗。
参考文献:
[1]Schmidt WC, et al. Intercalated bacterial biofilms are intrinsic internal components of calcium-based kidney stones[J].PNAS, 2026, 123(5).
[2]Massana RD, et al. Disrupting Biofilms on Human Kidney Stones-A Path Toward Reducing Infectious Complications During Stone Surgery[J]. Advanced Healthcare Materials, 2025, 14(17).
编辑:张宇

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