草酸鈣結石兒童與非結石兒童代謝差異的病例對照研究

鄭大有 李艷芳 李創業 聶有能 彭柳成 趙夭望

近年來兒童泌尿系結石發病率呈逐年上升趨勢，且復發率高[1-6]。Auge等[7]對泌尿系結石患者進行代謝評估，并根據代謝評估結果予以相應藥物治療后，明顯減少了患者結石的復發。Pak等[8]研究發現泌尿系結石成分與代謝危險因素種類之間存在相關性，但目前兒童泌尿系結石中最常見的草酸鈣結石形成的代謝機制尚不明確。本研究通過比較草酸鈣結石患者與非結石患者血液、尿液中部分代謝物質濃度及尿液中相關代謝物質排泄量差異，探討兩組患者相關代謝產物的差異，為兒童泌尿系草酸鈣結石的防治提供參考依據。

材料與方法

一、研究對象

以2016年8月至2018年10月在湖南省兒童醫院住院且確診為草酸鈣結石患者作為病例組，納入標準： ①結石標本經紅外光譜儀檢測并以草酸鈣為主要成分； ②年齡0～18歲； ③簽署知情同意書。排除標準： ①收集尿液標本不足24 h或超過24 h； ②近期服用枸櫞酸或維生素C等相關藥物；③合并尿路畸形。最終病例組共納入75例草酸鈣結石患者，其中男48例，女27例，年齡范圍為7個月至15歲。

采用1∶1病例對照研究的方法選取與病例組年齡相近(一般年齡相差不超過3個月，1歲以下月齡差異≤3個月)和同性別的非結石患者(隱匿性陰莖、隱睪、腹股溝斜疝、鞘膜積液等非泌尿系結石的單病種患者)作為對照組，納入標準： ①經影像學檢查未見結石且無結石相關疾病史或家族史兒童； ②年齡0～18歲； ③簽署知情同意書。排除標準： ①收集尿液標本不足24小時或超過24小時； ②合并尿路畸形或反復泌尿系感染； ③合并(遺傳)代謝性疾病，如甲狀旁腺功能亢進、遠端腎小管酸中毒及腸道疾病； ④腎功能衰竭； ⑤近期服用枸櫞酸或維生素C等相關藥物。最終對照組共納入75例，其中男48例，女27例，年齡范圍為4個月至15歲。倫理機構及倫理編號：湖南省兒童醫院醫學倫理委員會(編號：HCHLL-2018-54)。

二、研究方法

1. 24小時尿液收集及檢測：從前一天清晨9點起留取24 h尿液(9點前的尿液排凈并丟棄)，加入硼酸液防腐(每100 mL尿液加入1 g硼酸)，留尿至次日早晨9點，測量收集好的尿液并記錄。尿枸櫞酸及尿草酸采用瑞士萬通離子色譜儀883檢測。24 h尿鈣及磷采用東芝TBA-2000FR全自動分析儀檢測：鈣使用偶氮砷Ⅲ法，磷使用紫外終點法。

2. 結石成分分析：所得泌尿系結石標本均釆用智能結石分析儀SUN-3G型(第二代)進行結石成分分析。具體方法： ①取樣：清水洗凈結石并晾干，保證結石和溴化鉀(Potassiumbromide，KBr)干燥；結石多點取樣約4.0～5.0 mg，KBr約800 mg，比例約1∶200； ②結石標本烘干：烤箱設定100℃，加熱2～3 min后，停止加熱，把盛有標本的托盤放入烤箱，5 min后取出； ③研磨：結石和KBr放入瑪瑙研缽單向充分研磨至肉眼觀測無顆粒； ④裝膛：將粉末裝入壓片模具，將頂模的長柱插入柱芯，并輕輕旋轉使粉末分布均勻； ⑤壓片：將模具放壓片機上打壓(16 Mpa，5 s)，緩慢放壓，轉動底模和頂模，松動后提拉拿下頂模和底模，取出柱芯，觀察壓片是否均勻透明，放入支架； ⑥記錄光譜：在機器樣品光路中放入已壓制好的溴化鉀機器樣品(繪制標準圖譜)，開始啟動自動分析系統，迅速置入紅外光譜槽中進行掃描。計算機依次處理以下步驟：①根據結石樣品紅外光譜圖譜特點做出定性分析； ②釆用吸光度比值的方法進行定量分析； ③繪制譜圖后會自動打印分析結果及報告。

3. 血液化驗分析：采集患者入院后次日清晨空腹時的血樣，血液化驗采用東芝TBA-2000FR自動分析儀及廠家原裝試劑進行常規分析。其中鉀、鈉、氯使用電極法(間接法)；鈣使用偶氮砷Ⅲ法；肌酐、尿素氮使用酶法。

三、統計學方法

結 果

一、兩組一般資料比較

病例組與對照組患者年齡、身高、體重比較差異均無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者一般資料比較Table 1 Comparison of general data between two groups分組年齡[M(P25,P75),歲]身高[(x±s),cm]體重[M(P25,P75),kg]病例組4.7(2.4,8.3)108.2±23.516.6(12.5,23.6)對照組4.9(2.3,8.7)109.7±26.017.5(12.0,24.8)Z/t值-0.118-0.366-0.391P值 0.906 0.715 0.696

二、24小時尿液相關代謝物質排泄量比較

兩組患者單位體重尿量、單位體表面積草酸、單位體重總鈣差異無統計學意義(P>0.05)；病例組[135.9(103.9，178.6)mg/1.73 m2]單位體表面積枸櫞酸低于對照組[153.3(114.7，257.7)mg/1.73 m2]，差異有統計學意義(Z=-2.795，P<0.05)。詳見表2。

三、24小時總尿量及尿液相關代謝物濃度比較

兩組總尿量、總鈣濃度、磷濃度比較差異均無統計學意義(P>0.05)。病例組尿草酸濃度顯著高于對照組，差異有統計學意義(Z=-3.024，P<0.05)；病例組尿枸櫞酸濃度低于對照組，差異有統計學意義(Z=-2.020，P<0.05),見表3。

四、血液檢測結果比較

兩組血鉀、鈣、氯、尿素氮、肌酐、尿酸濃度比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。病例組血鈉水平高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)，見表4。

討 論

目前一致認為泌尿系結石形成過程主要包括：成核、晶體生長、晶體停留、晶體聚集，其根本原因在于尿液中促進結石形成的物質增多和(或)抑制結石形成的物質減少，繼而導致相對過飽和狀態及晶體的析出。因此有學者認為,通過尿液中草酸、枸櫞酸、鈣離子等與草酸鈣結石形成的相關物質濃度能較準確地評估草酸鈣結石形成風險，且不同成分結石代謝情況存在差異[9，10]。現有關于兒童泌尿系結石的研究中，大多數研究未排除其他結石成分干擾，且僅比較了相應代謝指標的排泄量差異。本研究為排除其他成分結石干擾，以常見的草酸鈣結石患者為研究對象，并同時比較了兩組兒童尿液中代謝物的排泄量及濃度，結果發現兩組血鈉、尿草酸、尿枸櫞酸濃度及尿枸櫞酸排泄量存在差異，其余指標無差異。尿草酸及枸櫞酸可通過影響尿草酸鈣飽和程度而導致結石生成，且符合過飽和學說。但本研究結果提示兩組兒童尿枸櫞酸排泄量存在差異，可能與尿枸櫞酸存在其他途徑方式影響草酸鈣結石形成相關，仍有待進一步研究。

表2 兩組患者24小時尿液相關代謝物排泄量比較[M(P25,P75)]Table 2 Comparison of excretion of 24 hours urine-related metabolites between two groups[M(P25,P75)]分組單位體重尿量(mL/kg)單位體表面積草酸(mg/1.73 m2)單位體表面積枸櫞酸(mg/1.73 m2)單位體重總鈣(mmoL/kg)病例組56(34,71)31.6(21.7,44.3)310.5(228.4,445.6)0.07(0.04,0.10)對照組56(35,94)28.2(19.8,35.4)446.9(251.5,600.4)0.06(0.04,0.11)Z值-0.823-1.675-2.795-0.002P值 0.410 0.094 0.005 0.999 注 體表面積(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0128×體重(kg)-0.1529

表3 兩組患者24小時總尿量及尿液相關代謝物濃度比較Table 3 Comparison of 24 h total urine volume and urine concentration of urine-related metabolites between two groups分組總尿量[(x±s),mL]草酸濃度[M(P25,P75),mg/L]枸櫞酸濃度[M(P25,P75),mg/L]總鈣濃度[M(P25,P75),mmol/L,]磷濃度[M(P25,P75),mmol/L]病例組1 016±56613.6(11.4,19.7)135.9(103.9,178.6)1.4(0.7,2.1)7.4(4.9,9.6)對照組1 075±47812.0(8.5,15.4)153.3(114.7,257.7)1.4(0.7,2.1)7.7(5.3,10.4)Z/t值-0.701-3.024-2.020-0.380-1.021P值 0.484 0.002 0.043 0.704 0.307

表4 兩組患者血液檢測結果比較Table 4 Comparison of blood test results between two groups分組鉀[(x±s),mmol/L]鈉[(x±s),mmol/L]氯[M(P25,P75),mmol/L]鈣[(x±s),mmol/L]尿素氮[(x±s),mmol/L]肌酐[M(P25,P75),μmol/L]尿酸[M(P25,P75),μmol/L]病例組4.2±0.4139.3±2.6102.1(100.1,104.1)2.4±0.14.1±1.228.3(23.0,39.2)256.9(217.0,294.4)對照組4.1±0.4138.2±1.9101.9(100.8,103.5)2.3±0.14.1±1.330.2(26.0,38.2)243.0(176.0,312.0)Z/t值1.3802.851-0.0751.309-0.186-1.0040.947P值0.1700.005 0.9400.193 0.853 0.3160.344

相對于尿量而言，本研究發現兩組患者總尿量及單位體重尿量差異均無統計學意義。已有大量觀察性研究一致認為低尿量異常為泌尿系結石形成的危險因素之一，以往多項研究表明泌尿系結石患者中低尿量患者所占比例為12%～89%。Bevill等[11]通過對113例泌尿系結石患者的代謝指標進行回顧性分析，發現低尿量異常在所有代謝異常中占比最高，約占89%。Cambareri等[12]發現低尿量約占22.3%，而Yang等[13]發現低尿量僅占12%左右。除此以外，Cheungpasitporn等[14]又通過前瞻性研究證實了該觀點。但由于尿量與水的攝入量及環境和氣候等存在明顯關系，因此導致了不同研究中結果的巨大差異。

相對于尿總鈣而言，本研究發現兩組患者尿總鈣及單位體重尿總鈣排泄量均無差異。高鈣尿癥是指24小時尿總鈣排泄量>4 mg/kg[15]。Yang等[13]在對80例泌尿系結石患者進行代謝評估后發現，高鈣尿癥患者約占18.8%。Bevill等[11]在對113例結石患者進行回顧性分析的過程中也發現，高鈣尿患者約占11%。但有研究證實，尿總鈣包括尿游離鈣離子及其與枸櫞酸、尿蛋白等結合后生成的結合鈣，僅游離鈣離子能與草酸根離子結合形成草酸鈣晶體[16-18]。Porowski等[19]分別使用鈣離子選擇電極測定尿鈣離子濃度和Cobas-Integra 800分析儀檢測尿總鈣，結果發現泌尿系結石組兒童尿鈣離子濃度顯著高于非泌尿系結石組兒童，而24小時尿總鈣濃度及單位體重尿鈣排泄差異無統計學意義。本次研究結果與Porowski等[19]研究結果相似，但未檢測尿鈣離子濃度，需要在以后的研究中加以改進。

相對于血液指標而言，目前僅少量研究涉及兒童泌尿系結石形成與血液代謝指標的相關性。地里木拉提等[20]通過病例對照研究發現泌尿系結石組與非結石組血液代謝指標均無差異；但Sakhaeek等[8，21-22]認為血鈉濃度升高會通過增加尿鈉濃度這一途徑抑制腎小管對尿鈣離子的重吸收，同時血鈉濃度升高會減少尿枸櫞酸排泄，增加尿游離鈣離子濃度，對于鈣鹽類結石的形成有促進作用，與本研究結果相符合。同時，Seeger等[23]發現低鈉飲食會減少尿鈣的排泄，降低泌尿系結石復發率。大量研究結果顯示兒童泌尿系結石與非結石兒童血鉀、氯、鈣、肌酐、尿素氮濃度差異無統計學意義，但對于血鈉濃度與泌尿系結石形成的相關性仍存在爭議，其爭議可能源于不同研究中研究對象的差異。

兒童泌尿系結石的形成代謝因素復雜且受飲食環境因素影響大。不同研究中泌尿系結石兒童中存在代謝異常兒童占33%～95%；反之，在泌尿系結石患者中，無代謝異常患者占5%～67%。如果單純使用代謝異常(代謝物排泄量)來評估兒童泌尿系結石的風險，可能無法準確評估部分無代謝異常患者的復發風險。如何利用代謝資料準確評估兒童草酸鈣結石的復發風險及針對其異常予以干預仍是臨床工作中的一大難點。

綜上所述，本研究認為草酸鈣結石與非泌尿系結石兒童尿液中相關代謝產物濃度存在差異。如果將尿液中相關代謝物排泄量與濃度相結合來評估草酸鈣結石的復發風險，或許效果更佳。但由于本研究樣本量較少，病例存在種族、飲食差異及地域局限性，兒童尿液中相關代謝產物濃度是否可以作為兒童草酸鈣結石形成的危險因素仍有待進一步探討。