肾结石切片
撰文" 哈里尼·巴拉特（Harini Barath）
翻译| 郭晓
医学研究人员首次绘制出了肾结石形成的全过程，要实现这一点还要归功于一门听起来不太相关的学科：地质学。通过将地质学的框架、一套先进的显微工具，以及在实验室中培养肾结石的新设备相结合，研究人员开发出了一种可以终止或减缓肾结石生长的新方法。
肾结石是在肾脏的尿液中缓慢形成的锯齿状矿物质结晶。每11个成年人中就有一个人被这个问题折磨，而且患病人数还在逐步增长，尤其是在女性和青少年中。“肾结石很普遍，它很折磨患者。对医疗系统和个人而言，相关的治疗费用都很昂贵。更糟糕的是，它还会复发。如果你有过一个肾结石，那么你将有50%的概率很快就会再长出一个结石。”泌尿科医生玛格丽特·佩尔（Margaret Pearle，并未参与这项研究）说道，她就职于美国得克萨斯大学西南医学中心，负责治疗结石病。
肾结石横截面图显示了其复杂的形成过程。
大约在10年前，地质学家布鲁斯·福克（Bruce Fouke）把他在显微镜下的观察对象从珊瑚礁换成了肾结石。
通过与梅奥诊所和美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的生物学家和医生合作，他发现肾结石的形成过程与自然界中很多矿物的形成过程相似：它们都会多次溶解和多次结晶，而不是一次性结晶成型。“就在这个时候，我们意识到结石一直处在一种动态的过程中，它们会有一段被溶解的时期。也许我们可以找到一个控制溶解期的办法，从而治疗肾结石。”埃米·克兰贝克（Amy Krambeck，这项研究的共同作者）说，她是来自美国西北大学医学院的一名泌尿科医生。
克兰贝克表示，目前几乎没有什么好的动物或实验室模型能用于研究肾结石。因此，他们的团队开发了一种叫做GeoBioCell的设备，这个设备可以模拟肾脏精细的内部结构。设备还可以让科学家测量不同的指标，包括肾脏细胞活性和尿液微生物群、化学及流量等，并将这些因素与肾结石的生长联系起来。要知道，改变其中任何一个因素都能影响肾结石的形成和溶解。
在发表于《自然综述：泌尿学》（Nature Reviews Urology）的文章中，科学家描述了具体的研究内容。他们首先使用GeoBioCell研究了草酸钙结晶的生长——这种结晶占肾结石的70%。在此之前，福克的团队一直认为这些结晶几乎是不可能溶解的。但是他和同事在研究中发现，在肾脏内，这些结石在重新结晶前会达到部分溶解的状态。
肾结石横截面图显示了其复杂的形成过程。
目前，科学家正在用GeoBioCell精确研究结石的形成过程。他们希望研发出新的方法，通过药物启动或延长溶解期。此外，他们还用这个设备检测了一系列蛋白质（包括与骨质相关的骨桥蛋白），因为如果将这类蛋白用作药物，可能会抑制结石的生长。此外，他们正在观察特定的微生物和微生物群落，试图研究它们可能对结石产生的影响。
佩尔表示，这项研究的潜力巨大，能够明确肾脏内的生化过程，从而确定有哪些药物或其他干预手段可以对结石进行靶向治疗。此外，这项研究也有可能提高医生预测及治疗结石复发的能力。
本文转自《环球科学》
