看如何区分各种结石成分,超实用!!

2021
09/02

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医学镜界
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     结石成分分析是诊断和决策结石病的基础。除了代谢评估外,结石成分分析是结石病因诊断的必要步骤。至今,在尿结石中已经发现了超过100种化学成分,并且超过100种不同的病因可能涉及结石的形成。表3-1列出了常见结石的化学与矿物质成分。结石成分分析的目的是尽可能多的从结石中收集有关信息,帮助医生分析和确定结石的病因。在结石分析的基础上,进一步调查血液和尿液的生物化学特征,以便发现更多的涉及结石形成的风险因素,以及与之相关的代谢疾病或代谢紊乱。如由2,8-二羟基腺嘌呤构成的结石,提示的是腺嘌呤磷酸核糖转移酶缺陷。

       结石成分分析的关键是能准确地确定结石主要部分(芯,内层,外围层和表面)的成分,结石的不同部位,成分可能不同,不同的成分可以给出不同的信息。如结石的外周是草酸钙结石,其核心是磷酸盐成分,则可能与Randall斑成核有关。若核心为尿酸钠,则提示高尿酸性草酸钙结石的可能性大。尽管,对结石的全面定性分析值得推荐,但是随着输尿管软镜的进展,使准确的结石成分分析及形态学研究受到一定的限制,这是因为激光将大部分结石粉碎,因此仅能提供用于分析的小片。然而,60-80%的尿结石可自排,应重点对这些结石进行收集并做相应的成分与形态学的分析。

在表3-2中,总结了各种类型的结石相对应的主要晶相与结石病因的关系。98%的尿结石可以根据此进行分类。如果结石不能分类,则应考虑特殊的化学成分(例如二羟基腺嘌呤,黄嘌呤,阿扎那韦,磺胺嘧啶等)或非常罕见的病因如三聚氰胺结石。大多数结石成分的研究,主要集中在定性方面。尽管从流行病学角度来看,这是一个简单而实用的方法,但是也不能忽视对结石定量、成分的分布以及结石形态学的研究。进行全面结石的分析,必须能够提供用于识别结石病原学的信息。为了实现这一目标,应该收集尽可能多的有关结石信息,这些信息包括:①结晶相的性质和比例 ;②结石中各晶相的分布;③结石核心的晶特点及组成;④确定特定的成石(岩)过程,例如结石是否由兰德尔斑块形成,结晶的转化;⑤形态学数据,可以提示特定的成岩条件或结石起源的病理。

     相同的结晶相,可以呈现多种形态特征,这与不同的病因有关。因此,为寻求结石的病因,则需要多了解结石的形态特征。在进行全面的结石形态学分析时,需要分别对结石核心,中间层和表层进行XRD或FTIR分析。结石的形态构造分析可以为确定病因提供重要的价值。结石分析应包括两个步骤:

    第一步,基于光学检查,是为了收集结石形态学数据。在多数情况下, 光学显微镜检查对于初步鉴别结石的核心特征以及结石的不同的生长阶段具有重要的意义。尽管如此,光学显微镜的分析还是一个粗略的结果。另外,进行光学分析结石样本,还要保证能为进一步的物理方法所应用,从而确保分析的准确性与一致性。形态学检查可以初步识别大多数常见的晶体种类。  光学显微镜(放大倍数为10 ×40)下的形态学数据包括结石表层和断面的形态的特殊性、识别核心和结石内部组织特征。重点是记录①结石的大小和形状,颜色和外观 (光滑,粗糙,突起等);②印迹、断面的形态(有序、 同心层和/或辐射,或疏松和生长不良)和核的位置;③对结石的特定部分(核,中层, 和表层)分别描述。同一样本留下,后期进行FTIR分析。④怀疑特定的或罕见成分时,例如胱氨酸, 2,8-二羟基腺嘌呤,黄嘌呤,鸟粪石或含药物结石,记录其形态学特征。2,8-二羟基腺嘌呤通常通过化学方法误认为尿酸, 但是,它们结石的形态却有很大的不同(图3-1)。

第二步,是使用物理方法红外光谱或X射线衍射)对结石进行分析。物理方法可以提供更可靠的有关结石成分信息。从临床角度来看,物理方法较为敏感,可以针对结石的不同部分,例如核心,内部层和结石的外层进行分析。目前傅立叶变换红外光谱是结石分析最合适的方法,因为它需要样品较少,不管结晶状态如何,可以提供准确的矿物或有机成分的光谱。


图3-1(1)2,8-二羟基腺嘌呤石,它的特定标记 腺嘌呤磷酸核糖基转移酶的有效性。(2)由 尿酸呈现IIIb型形态。(3)多元尿酸 从膀胱中取出具有IIIa型形态的结石。形态学 这三个的特性和颜色都非常不同

Cloutier J , Villa L , Traxer O , et al. Kidney stone analysis: “Give me your stone, I will tell you who you are!”[J]. World Journal of Urology, 2015.


表3-1结石相关的物质及其矿物成分
化学名称
矿物名称
化学式
一水草酸钙
Whewellite
CaC2O4.H2O
二水草酸钙
Wheddelite
CaC2O4.2H2O
碱性磷酸钙
Apatite(磷灰石)
Ca10(PO4)6.(OH)2
羟基磷酸钙
Carbonite apatite
Ca5(PO3)3(OH)
磷酸三钙
Whitlockite
Ca3(PO4)2
碳酸磷灰石
Dahllite
Ca5(PO4)3OH
磷酸氢钙
Brushite
CaHPO4.2H2O
碳酸钙;
Aragonite
CaCO3
磷酸八钙

Ca8H2(PO4)6.5H2O
尿酸;
Uricite
C5H4N4O3
脱水尿酸
Uricite
C5H4O3-2H20
尿酸铵

NH4C5H3N4O3
一水尿酸钠

NaC5H3N4O3.H2O
磷酸铵镁
Struvite
MgNH4PO4.6H2O
三水磷酸氢镁
Newberyite
MgHPO4.3H2O
一水磷酸氢镁
Dittmarite
MgNH4(PO4).H2O
胱氨酸

[SCH2CH(NH2)COOH] 2
黄嘌呤


2,8-Dihydroxyadenine


蛋白质


胆固醇


方解石


尿酸钾


磷酸三镁


三聚氰胺


基质


药物结石
•在尿液中活性化合物结晶
•药物治疗后尿液成分发生变化而形成的结石

异物结石




表3-2结石成分与病因
类型
主要成分
共同病因
亚型
特定病因
I






一水草酸钙
高草酸尿症
Ia

Randall斑,尿量少,高草酸尿,髓质海绵肾

Ib

中度高草酸尿,COD结晶转到为COM
Ic

原发性高草酸尿症
Id
解剖异常,多发生结石伴梗阻, 即肠源性高草酸尿症。
II
二水草酸钙
高钙尿症
IIa
特发性高钙尿症(IH)
IIb
IH +中度高草酸尿
IIc
高钙尿症+解剖异常+多发性结石和梗阻
III
尿酸


尿酸盐


尿酸铵
低尿pH和/或高尿酸尿

高尿酸尿+正常或碱性pH
IIIa
尿潴留,BPH合并膀胱结石
IIIb

肾氨生成低,代谢综合征,2型糖尿病
IIIc

碱性疗法,解脲酶微生物引起的尿路感染
IIId
慢性腹泻,电解质缺乏,磷摄入低,滥用泻药
IV
碳酸磷灰石
持续高尿pH(pH> 6.2)
IVa1



UTI (ACCP, WK or MAP in the stone), IH ,不完全性远端肾小管酸中毒(DTA),肾小管酸化功能缺陷
IVa2

严重DTA(遗传性或获得性,干燥综合征)
IVb



UTI (ACCP, WK or MAP in the stone),长期碳酸酐酶抑制剂治疗,原发性甲状旁腺功能亢进。
IVc

解脲酶微生物引起的尿路感染UTI
IVd
IH,原发性甲状旁腺功能亢进,不完全性远端肾小管酸中毒(DTA),低柠檬酸尿,慢性感染性肾盂肾炎的既往史
V
胱氨酸
高胱氨酸尿
Va
遗传性胱氨酸尿症
Vb

遗传性胱氨酸尿症+碱化尿液不足+缺省饮食建议
VI
蛋白
UTI





肾衰竭
VIa
慢性肾盂肾炎
VIb



解脲酶微生物引起的慢性肾盂肾炎,一些含有药物的肾结石症(氨苯蝶啶,喹诺酮,等),
VIc
血液透析+补充钙和维生素D +中度高草酸尿
VII
含药物的结石


长期药物治疗
ACCP无定形碳酸钙,COM一水草酸钙,COD二水草酸钙,WK白磷钙石,MAP 六水磷酸铵镁(鸟粪石),DTA远端肾小管酸中毒,UTI泌尿道感染





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关键词:
结石,区分,尿酸,病因,药物,核心,光学,晶相

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