为了治疗肾结石,医生们开始学习地质学

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  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》


新闻来源:新浪