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        地質(zhì)學(xué)家“跨界”揭秘腎結(jié)石結(jié)構(gòu),提出預(yù)防和治療新方法

        2021-12-01 10:13:21本刊綜合
        人人健康 2021年11期
        關(guān)鍵詞:研究

        ■本刊綜合

        夏天是腎結(jié)石高發(fā)的時段。腎結(jié)石是由一些晶體物質(zhì),如草酸、尿酸、鈣和有機物在腎臟長期堆積導(dǎo)致的,屬于泌尿系統(tǒng)的疾病,主要發(fā)病人群為青壯年男性,左右腎臟發(fā)病的概率無太大差異。

        盡管令人痛苦,但科學(xué)家觀察腎結(jié)石橫切面時,發(fā)現(xiàn)一些結(jié)石非常漂亮,有的像水晶洞,有的像樹木的年輪。而且,它們與珊瑚礁或石灰?guī)r構(gòu)造類似,富含有機質(zhì),擁有礦物質(zhì)的分層結(jié)構(gòu)。

        Bruce Fouke教授是美國伊利諾伊大學(xué)香檳分校(University of Illinois Urbana-Champaign)的一名地質(zhì)學(xué)家,他帶領(lǐng)團隊把研究地球沉積的經(jīng)驗和方法應(yīng)用于腎結(jié)石的研究。近日,這支研究團隊和妙佑醫(yī)療國際(Mayo Clinic)的研究人員合作,在《自然》旗下的《Nature Reviews Urology》雜志上發(fā)表了一篇論文,詳細(xì)描述了腎結(jié)石沉積過程中的多個階段,并用高分辨率成像技術(shù)進行了記錄?;诮Y(jié)石處于的不同形成階段以及正在經(jīng)歷的化學(xué)過程建立了一種新的分類方案,并提出了可能的臨床干預(yù)措施。

        腎結(jié)石形成

        之前醫(yī)生們曾認(rèn)為,腎結(jié)石是一下子形成的。然而Fouke教授從地質(zhì)學(xué)得到的分析結(jié)果正相反,腎結(jié)石并不是一次性全部結(jié)晶沉積,而是經(jīng)過多次部分溶解再重構(gòu)的過程??刂频厍蛏掀渌匀缓凸こ汰h(huán)境中磷酸鹽、碳酸鹽和硅酸鹽沉積的基本過程,與控制人類腎結(jié)石形成的過程其實是一樣的,這些過程被稱為普遍生物礦化和成巖相變。

        一個特別具有啟發(fā)性的發(fā)現(xiàn)是在腎結(jié)石形成的最初階段:一開始時結(jié)石只是小小的圓形礦物微球,類似于天然火山巖沉積物中瑪瑙形成的小球體。這些礦物微球繼而在腎臟組織中融合并形成更大且完美的幾何晶體。正常情況下這種微小的礦物質(zhì)沉積會被排出人體外,但當(dāng)它們生長過快并繼續(xù)形成更大的結(jié)石時,就無法離開腎臟,導(dǎo)致人體病痛,甚至在某些情況下致命。

        研究人員發(fā)現(xiàn),至少50%體積的結(jié)石都自然地經(jīng)歷了部分溶解和重結(jié)晶的多次循環(huán)過程,從而形成了一種標(biāo)志性的層狀晶體模式,與瑪瑙、珊瑚骨架和溫泉沉積物非常相似。

        “跨界”開發(fā)治療新法

        基于對腎結(jié)石形成的了解,研究作者概述了幾種可能的臨床干預(yù)措施和治療目標(biāo),從藥物靶點到改變飲食或補劑,這些都可能破壞驅(qū)動腎結(jié)石形成的化學(xué)和生物級聯(lián)反應(yīng)。他們希望生物學(xué)研究人員和臨床醫(yī)生能夠探索和測試這些選項。

        為了進行測試,研究小組還開發(fā)了一種叫“GeoBioCell”的微流體檢測盒,旨在模擬腎臟錯綜復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。希望該設(shè)備不僅能加速研究,還能加速臨床診斷檢測和潛在療法的評估。

        “最終,我們的愿景是每個手術(shù)室都配備一個小型的地質(zhì)實驗室。在那個實驗室里,你可以在幾分鐘內(nèi)對一塊石頭或石頭碎片進行非??焖俚脑\斷,并獲得個性化的治療靶點,”Fouke說。

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