尿路结石病的流行病学

尿路结石病的流行病学

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Curham, G.C. (2010). Epidemiology. In: Rao, N., Preminger, G., Kavanagh, J. (eds) Urinary Tract Stone Disease. Springer, London. https://doi.org/10.1007/978-1-84800-362-0_1

我们在了解肾结石流行病学方面取得了实质性进展。流行病学研究量化了这种常见和痛苦疾病的负担，并扩大了我们对结石病危险因素的理解。各种饮食、非饮食和泌尿危险因素都会导致结石形成的风险，这些因素的重要性因年龄、性别和体重指数 （BMI） 而异。从科学上讲，这些研究的结果迫使我们重新评估对结石病危险因素的看法。重要的是，在制定降低结石形成可能性的治疗计划时，可以在临床环境中考虑流行病学研究的结果。

1介绍

肾结石是一种常见且复杂的疾病。流行病学研究已经量化了疾病负担，并确定了各种危险因素，这可能有助于提高我们对病理生理学的理解，并导致降低结石形成风险的新方法。

阿拉伯数字流行

肾结石（定义为结石病病史）的患病率因年龄、性别、种族和地理位置而异。患病率随着年龄的增长而增加，在美国，男性结石形成的终生风险超过 12%，女性超过 6%。1，2 在二十世纪最后四分之一，男性和女性的患病率似乎在增加，无论是黑人还是白人2（见图1.1和1.2）。在美国，结石病病史在老年白人男性中最常见 （∼12%），在年轻黑人女性中最低 （∼1%）;亚洲人和西班牙裔的频率介于两者之间。2，3由于放射学检查的使用和敏感性增加，无症状结石的检出率增加，可能部分解释了患病率的上升。

图 1.1  

按性别和年龄划分的结石病患病率（改编和转载自Ref.2版权所有2003，经自然出版集团许可）

图 1.2  

按种族和年龄划分的结石病患病率

在美国以外进行的关于肾结石患病率的基于人群的研究很少。结石病的患病率在日本4和德国有所增加。一项针对一百多万人的研究发现，地理变异性呈南北梯度和西东梯度;自我报告的肾结石患病率最高的地区是美国东南部。最近一项关于出院的研究表明，男女比例有所下降。71997年至2002年全国住院调查的数据显示，男女比例为1.3：1;大大低于通常报告的2-3：1的比例。需要对这一有趣的观察结果进行基于人群的研究。

3发生率

肾结石（定义为第一起结石事件）的发病率因年龄、性别和种族而异。与患病率一样，白人男性的发病率最高。在男性中，发病率在 20 岁后开始上升，在 40 至 60 岁之间达到峰值，约为 3/1，000/年，然后下降。1，8，9在女性中，20 多岁时的发病率较高，为 2.5/1，000/年，然后在 50 岁时降至 1/1，000/年，在接下来的几十年里一直保持这一比率。明尼苏达州罗切斯特最近的一项研究提出了发病率可能正在下降的可能性。使用与30年前进行的一项研究相同的方法，最近的研究报告了自1990年以来男性的发病率可能正在下降，而女性的发病率已经趋于平稳。12由于男性只有157例，女性只有91例，因此需要更多更大规模的研究来探索这一重要问题。

4.复发率

很少有研究提供关于复发率的可靠信息。病例系列研究表明，30-40% 未经治疗的个体会在初次发作后的 5 年内形成另一块结石。1显然，复发风险受多种因素的影响，包括结石类型和尿液成分。幸运的是，随机试验表明，干预措施可以将复发的可能性降低50%或更多。13 – 16这些干预措施强调预防结石复发是可能的。

5风险因素

在过去的几十年里，关于结石形成的各种危险因素的重要性的信息大幅增加。危险因素通常分为非饮食性、饮食性和泌尿性。

5.1非饮食

5.1.1家族史

对双胞胎和人群的研究表明，常见形式的结石病是可遗传的。17在有结石病家族史的个体中，结石形成的风险高出两倍。18风险增加可能是由于遗传易感性和类似的环境暴露（例如饮食）。罕见形式的肾结石（例如胱氨酸尿症、凹痕病）的遗传原因已经确定，但关于导致常见结石病风险的基因的信息仍然有限。

5.1.2种族/民族

在加拿大的一项横断面研究中，阿拉伯、西印度、西亚和拉丁美洲血统的人比欧洲血统的人更有可能成为结石者。19总体而言，在一般人群中，非裔美国人患结石的频率较低;然而，在终末期肾病患者中，非洲裔美国人的结石病患病率高于预期。20

5.1.3全身性疾病

有大量证据表明肾结石是一种全身性疾病。与含钙结石相关的已知疾病包括原发性甲状旁腺功能亢进症、肾小管性酸中毒和克罗恩病。

其他几种常见疾病，包括肥胖、痛风和糖尿病（DM），最近令人信服地与肾结石有关。通过体重、体重指数 （BMI） 或腰围评估，增加体型会增加结石形成的风险，而与饮食等其他危险因素无关21;由于无法解释的原因，女性的影响大于男性。例如，BMI ≥ 30 kg/m 的个体形成结石的风险2与BMI 21-23相比，男性高出30%，但女性高出近两倍。按体型划分的尿液成分;例如，较高的BMI与较高的尿草酸盐和较低的尿液pH值有关，这些变化会增加草酸钙或尿酸结石的风险。22

在一项横断面研究中，痛风患者有结石病史的可能性要高 50%。23前瞻性检查时，有痛风病史的个体发生肾结石的风险高出两倍，与饮食、体重和药物无关。24这种关系的可能机制包括胰岛素抵抗和酸化缺陷。

糖尿病 （DM） 也与结石形成的风险增加有关，与饮食和体型无关。25横断面上，有糖尿病病史的个体也有肾结石病史的可能性高出30%以上。前瞻性地，糖尿病病史使女性结石形成的风险增加了 30-50%，但男性没有。26，27为了支持这些发现，最近一项基于国家健康和营养检查调查 （NHANES） III 数据的研究发现，随着代谢综合征特征数量的增加，成为结石形成者的风险增加。28

5.1.4环境因素

不显性液体丢失较高的职业或环境（例如炎热的环境）会增加结石形成的风险。29当个人限制使用水或浴室设施时，风险也会更高，导致液体摄入量降低和尿量减少。

5.2饮食因素

饮食摄入会影响尿液成分，从而改变肾结石的风险。涉及的营养素包括钙，动物蛋白，30草酸盐，31钠，32蔗糖，33果糖，34镁，35和钾。36在解释饮食和结石风险的研究时必须小心。回顾性研究可能存在偏倚，因为患结石的个体随后可能会改变饮食。使用尿液成分变化作为实际结石形成的替代物的研究结果应谨慎看待，因为尿液成分不能完全预测风险，并且并非所有改变风险的成分都包含在过饱和度的计算中（例如，尿液植酸盐）。因此，评估各种营养素的前瞻性研究最适合检查饮食因素与实际结石形成风险之间的关联。

5.2.1钙

饮食因素与结石病发病风险之间的关联已在三个大型队列中进行前瞻性检查：卫生专业人员随访研究 （HPFS），涉及超过 45，000 名基线年龄在 40-75 岁的男性卫生专业人员;护士健康研究I（NHS I），涉及超过80，000名基线年龄在34-59岁之间的女护士;NHS II涉及基线时年龄在27-44岁之间的80，000多名女护士。8，10，11在这些研究之前，人们强烈怀疑较高的钙摄入量会增加患结石病的风险。然而，这些研究表明，与其他危险因素无关，膳食钙摄入量较高的个体实际上发生肾结石的风险较低。8，10，11虽然这似乎违反直觉，但较低的钙摄入量会增加膳食草酸盐的吸收和尿草酸盐排泄。37另一种可能的解释是牛奶中还存在一些其他保护因素（乳制品是美国膳食钙的主要来源）。即使在有肾结石家族史的个体中，较低的膳食钙摄入量也与结石形成的风险增加有关。18

Borghi及其同事进行了一项随机对照研究饮食，证实了这些观察发现。尿钙升高和草酸钙结石病史的男性被随机分配到两种饮食之一：低钙饮食（400毫克/天）或含有1，200毫克钙以及低钠和低动物蛋白摄入量的饮食。13高钙摄入量组的男性复发风险降低50%。现在有压倒性的证据表明，限制钙是没有好处的，实际上可能对结石形成和骨质流失有害。

与膳食钙相比，补充钙似乎并不能降低男性或年轻女性的风险8，11，实际上可能会增加老年女性结石形成的风险。在一项观察性研究10和随机试验中，38在调整饮食因素后，钙补充剂使用者比不服用补充剂的女性形成结石的可能性高 20%。然而，随机试验的结果应谨慎解释，因为参与者被指示随餐服用补充剂，并且补充剂含有钙和维生素D。补充钙摄入的时机可能是风险差异的原因。在队列研究中，钙补充剂通常不随餐服用，这会减少膳食草酸盐在肠道中的结合。

5.2.2草酸盐

尿草酸显然是草酸钙结石形成的重要危险因素;然而，膳食草酸盐在草酸钙肾结石发病机制中的作用尚不清楚。39膳食草酸盐被吸收的比例估计在10%至50%之间。39影响吸收的因素特征尚不完全，但可能包括其他饮食因素（例如钙）、遗传因素和可能的肠道菌群。此外，食品中草酸盐的生物利用度是未知的。尿草酸盐也来源于甘氨酸、乙醇酸盐、羟脯氨酸和维生素 C 的内源性代谢。最近的一项研究发现，有草酸钙肾结石病史的个体不太可能被甲酸草酸杆菌定植，草酸杆菌是一种降解草酸盐的肠道细菌。40在测量食物草酸盐含量的现代方法提供了许多食物的草酸盐含量信息后，对膳食草酸盐和结石风险进行了前瞻性研究。41，42令人惊讶的是，膳食草酸盐对男性和老年女性的影响很小，与年轻女性的结石形成无关。43

5.2.3其他营养素

各种其他营养素与结石的形成有关。值得注意的是，关联的大小通常因年龄、性别或体重指数而异。例如，较高的动物蛋白摄入量可能会增加尿钙并减少尿柠檬酸盐，44从而增加结石形成的风险。然而，当前瞻性研究时，动物蛋白与男性风险增加有关，但与女性无关。8，10，11此外，男性风险增加仅在BMI<25 kg / m的男性中发现2.45较高的膳食钾摄入量降低了男性和老年女性的风险8，10，45，可能是通过减少尿钙排泄36或增加尿柠檬酸盐。钠32或蔗糖33的摄入量增加尿钙排泄，与钙摄入量无关。在前瞻性研究中，蔗糖与女性风险增加有关，果糖与男性和女性风险增加有关。10，11，34在全谷物和豆类中发现的植酸盐被观察到可降低年轻女性结石形成的风险，11 可能是通过直接抑制草酸钙晶体形成。

虽然镁可以减少膳食草酸盐的吸收，但镁补充剂的随机试验没有发现对结石复发的保护作用，尽管脱落率很高。在前瞻性观察性研究中，较高的膳食镁与45岁男性结石形成的风险较低有关，但女性则不然。10，11

维生素C（抗坏血酸）可以代谢成草酸盐。每天两次摄入 1，000 毫克补充维生素 C，可使尿草酸盐排泄量增加 22%。46在一项前瞻性观察性研究中，与每天摄入少于 90 毫克（推荐的膳食津贴）的男性相比，每天摄入 1，000 毫克或更多维生素 C 的男性结石形成的风险高 40%.45虽然不建议限制膳食维生素C（因为维生素C含量高的食物含有钾等抑制因子），但草酸钙结石形成者应避免补充维生素C。

虽然大剂量维生素 B6（吡哆醇）可能会减少特定 1 型原发性高草酸尿症患者的草酸盐生成，但尚不清楚使用维生素 B6 补充剂预防常见结石病是否有益处。在观察性研究中，较高的维生素 B6 摄入量与女性肾结石形成风险降低有关47但男性则不然.48

5.2.4液体摄入和饮料

尿量的主要决定因素是液体摄入量。尿量以及液体摄入量是结石风险的重要决定因素。当尿量低于 1 L/天时，结石形成的风险明显增加。在观察性研究8、10、11和一项随机对照试验中，较高的液体摄入量已被证明可以降低结石形成的可能性。49

结石病患者经常询问他们应该喝哪些饮料，应该避免喝哪些饮料。在前瞻性研究中，咖啡、茶、啤酒和葡萄酒与结石形成风险降低有关。50，51虽然柑橘汁理论上可以通过增加尿柠檬酸盐来降低结石形成的风险，52但前瞻性研究没有发现与橙汁的独立关联，葡萄柚汁与显着更高的风险相关。50，51已知葡萄柚汁会影响几种肠道酶，但观察到结石形成风险增加的机制尚不清楚。食用含糖苏打水与结石形成的风险较高无关。50，51牛奶摄入量可降低钙肾结石形成的风险。

6泌尿因素

24小时尿液收集是代谢评估的基石，尿液生化检查提供重要的预后信息并指导预防建议。像许多实验室测试一样，尿液结果传统上分为“正常”和“异常”。然而，最近的数据显示，这种分组并不令人满意。尿液值是连续的，因此“正常”和“异常”的二分法是任意的，并且可能具有误导性。此外，结石形成是一种浓度紊乱，而不仅仅是排泄的绝对量。尽管异常排泄的术语，例如“高钙尿症”或“低枸橼酸尿症”在临床和科学文献中经常使用，但应承认这些术语的局限性。

高钙尿症通常定义为男性尿钙排泄量≥ 300 mg/天（7.5 mmol/天），女性 53 在 1，000 mg/天的钙饮食中≥ 250mg/天（6.25 mmol/天）（但有多种定义正在使用中）。使用这些传统定义，大约 20-40% 的钙结石病患者会出现高钙尿症。虽然从钙平衡的角度来看可能是合理的，但男性和女性的不同阈值没有足够的理由。事实上，基于性别的定义特别令人担忧，因为肾结石是一种浓度障碍，女性的24小时尿量略高于男性。54

高草酸尿症通常定义为尿草酸盐排泄量>45 mg/天（0.5 mmol/天），尽管这里也使用了各种阈值。男性尿草酸盐排泄量增加（约40%）是女性（∼10%）的三到四倍。54病例的平均尿草酸盐水平仅略高于对照组，但在多变量模型中，草酸盐显然是结石形成的重要独立危险因素。54值得注意的是，风险开始上升到远低于45毫克/天的水平。

尿酸排泄与钙结石病的关系尚不明确。一些早期横断面研究报告，高尿酸尿症（通常定义为男性大于 800 mg/天（4.76 mmol/天）或女性大于 750 mg/天（4.46 mmol/天））在形成钙结石的患者中比对照组更常见。55然而，最近一项针对 2，200 多名结石形成者和 1，100 名非结石形成者的研究报告称，较高的尿酸与男性成为结石形成者的可能性较低有关，并且女性的风险没有增加.54别嘌呤醇的双盲试验成功降低了高尿酸尿症患者的钙结石复发率，这表明尿酸很重要，16但别嘌呤醇的有益作用可能是通过与降低尿酸无关的机制。

低枸橼酸尿症，通常定义为 24 小时排泄≤320 mg/天（1.67 mmol/天），增加结石形成的风险56，见于 5-11% 的首次结石形成者。54有提示性证据表明，将尿枸橼酸盐增加到高正常范围可提供额外的保护。54

低尿量（已使用多种定义）是一种常见且可改变的危险因素。当定义为 24 小时尿量小于 1 L/天时，12-25% 的首次结石形成者会出现这种异常。54观察性研究和一项随机试验表明，结石形成的风险随着总尿量的增加而降低。49，54

7结论

流行病学研究扩大了我们对结石病严重程度和危险因素的了解。各种饮食、非饮食和泌尿危险因素都会导致结石形成的风险，这些因素的重要性因年龄、性别和 BMI 而异。从科学上讲，这些研究的结果迫使我们重新评估对结石病危险因素的看法。重要的是，在制定降低结石形成可能性的治疗计划时，可以在临床环境中考虑流行病学研究的结果。