尿液微生物组对尿石症影响的最新情况

Jung HD, Cho S, Lee JY. Update on the Effect of the Urinary Microbiome on Urolithiasis. Diagnostics (Basel). 2023 Mar 2;13(5):951. doi: 10.3390/diagnostics13050951. PMID: 36900094; PMCID: PMC10001284.

微生物群是共生、共生和病原微生物的生态群落。微生物组可能通过高草酸尿症和草酸钙过饱和度、生物膜形成和聚集以及尿路上皮损伤参与肾结石形成。细菌与草酸钙晶体结合，引起肾盂肾炎并导致肾单位变化形成兰德尔斑块。尿路微生物组，但不是肠道微生物组，可以区分有尿路结石病 （USD） 的队列和没有疾病史的队列。在尿液微生物组中，已知产脲酶细菌（奇异变形杆菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、斯图亚特普罗维登西亚、粘质沙雷氏菌和摩根氏菌）在结石形成中的作用。草酸钙晶体是在两种泌尿致病菌（大肠杆菌和肺炎克雷伯菌）存在下产生的。非泌尿系致病菌（金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌）具有草酸钙致石作用。乳酸杆菌和肠杆菌科分别最能区分健康队列和美元队列。尿石症的尿液微生物组研究需要标准化。尿石症尿液微生物组研究的标准化和设计不足阻碍了结果的普遍性，并降低了其对临床实践的影响。

微生物组被定义为微生物群、它们的基因组和周围的环境条件。微生物群是共生、共生和病原微生物的生态群落[1，2]。有时，术语“微生物组”与“微生物群”互换使用。微生物通常分为病原体、正常菌群和益生菌;然而，正常菌群最近被称为“本土微生物群”。

对人类泌尿微生物组的研究有可能增加对多种泌尿系统疾病的了解，包括LUTS（LUTS）和泌尿系统癌[3，4，5]。最近的许多研究报告了微生物组在尿结石形成（尿石症）中的作用[6，7，8，9，10，11，12，13，14，15]。尿石症可分为感染（磷酸铵镁、碳酸盐磷灰石和尿酸铵）、非感染性病因（草酸钙、磷酸钙和尿酸）或遗传性异常（胱氨酸、黄嘌呤和2，8-二羟基腺嘌呤）[16]。

尿石症是一种复发率高的疾病，其发病率在世界范围内呈上升趋势[17]。尿石症的直接后果是结石复发患者的日常生活质量恶化，治疗尿石症的经济负担正在增加[18]。因此，必须了解各种病因，包括尿石症的微生物组，这可能是结石复发的潜在原因。

在这里，我们提供了一个综述更新，重点是尿液微生物组在尿石症中的作用。

1. 尿路结石形成的病理生理学

图1显示了草酸钙结石形成的过程。钙和草酸盐的增加以及尿量的减少会引发尿结石形成和尿饱和。在这些过程中，兰德尔斑块的形成与晶体成核和生长有关。自由粒子的形成与晶体聚集有关。固定颗粒的形成与尿路上皮损伤有关，通过这个过程，结石潴留被重复并发展成泌尿系结石病（USD）。尿微生物组可能通过高草酸尿症和草酸钙过饱和度、生物膜形成和聚集以及尿路上皮损伤参与结石形成。

图1草酸钙结石形成过程。

2. 泌尿微生物组研究的历史

人类微生物组项目（HMP）旨在探索微生物群落及其与人类宿主的联系[19，20]。HMP于2008年推出。然而，最初HMP不包括膀胱[9]。从肺、皮肤、口腔、胃肠道和阴道获取样本。尿液曾经被认为在健康人中是无菌的，尽管包括几种微生物。

现代临床医生将尿液中的细菌与感染联系起来，或者较少见地将一种称为“无症状菌尿”的未定义综合征联系起来[21]。长期以来，“无菌尿液”范式一直是这一观点和其他现有观点的基础[21]。然而，最近在女性膀胱中发现了微生物群落（微生物群）。因此，“无菌尿液”的概念已经过时了。

作为回应，已经开发了研究尿液的新方法。最初通过常规方法发现的尿液“无生长”已被证明包括可以使用16S rRNA序列分析培养的细菌[22]。因此，Hilt等人[28]开发了一种增强的定量尿培养（EQUC）方法，该方法采用的尿液量是传统培养物的100倍，并采用广泛的培养基和环境条件来分离和鉴定传统培养遗漏的许多生物。将EQUC与传统临床技术进行比较时，发现常规临床方法的假阴性率为90%[28]。

以前广泛使用的检测方法（如标准尿培养和试纸）不足以用于研究目的，也可能不适合临床目的。然而，16S rRNA测序和EQUC的临床可行性和未来作用尚未确定[21]。

此外，由于没有关于膀胱健康的正式定义，对“正常”泌尿微生物组的认识也受到阻碍[31]。下尿路症状预防联盟最近将膀胱健康定义为“与膀胱功能相关的身体、精神和社会幸福的完整状态，而不仅仅是LUTS的缺失”[32]。

然而，尽管很难确定在健康膀胱中发现的一组常见细菌，但比较研究提供了对基于尿液的微生物群落的重叠和各种组成的见解[33]。一项研究发现，泌尿微生物组主要由少数属的物种组成，最常见的是乳酸杆菌（通用术语“乳酸杆菌”可用于指定所有被归类为乳酸杆菌科的生物[34]）、加德纳菌和链球菌，并且生物量低于阴道微生物组[31]。

由于男性和女性下尿路的解剖学和生理学存在显著差异，因此膀胱的尿液微生物组也表现出不等的分层也就不足为奇了[33]。一项研究发现，厚壁菌、放线菌、拟杆菌和变形杆菌是男性和女性最常共享的门。然而，一般来说，在健康女性中，链球菌、乳酸杆菌和普雷沃氏菌很多，而在男性中，乳酸杆菌、棒状杆菌和加德纳菌更为普遍[35]。另一项研究发现，乳酸杆菌在健康女性的膀胱中占主导地位，而健康男性的膀胱中含有高水平的肠球菌、变形杆菌和克雷伯菌[29]。

通过导管插入术和16S rRNA测序获得的尿液样本被用于NIH-NICHD资助的盆底疾病网络的多中心横断面研究[36]。他们描述了特征明确的无症状妇女（n = 84）与混合性尿失禁（MUI）（n = 123）女性的尿液微生物组的特征。这些研究人员证实了早先的报道，即乳酸杆菌属的一些成员可能与泌尿系统症状有关，包括急迫性尿失禁，尽管以乳酸杆菌为主的女性比例在MUI女性和年龄匹配的无症状女性之间没有差异[36]。

Bajic等人[37]使用国际前列腺症状评分（IPSS）对28名有良性前列腺肿大（BPE）-LUTS手术史的男性和21名有非BPE-LUTS手术史的男性进行了分类。作者使用EQUC和16S rRNA测序获得并分析了配对的导管和排尿尿液样本。总体而言，通过导尿获得的尿液标本中有39%和通过自排尿获得的样本中有98%包含微生物组，并且这些类型的尿液标本的微生物组之间存在显着差异。研究结果表明，与排尿相比，导尿可能是收集男性患者尿液微生物组的更好方法。他们检查了一组男性的导尿尿液样本，其中一些人有BPE，有些人没有BPE，发现LUTS的严重程度与膀胱尿液中细菌的存在有关。具体而言，该研究表明，患有轻度、中度和重度LUTS的男性膀胱尿液中可检测到的细菌的比率分别为22.2%，30.0%和57.1%（p = 0.024）。作者确定，与症状较轻或没有症状的男性相比，男性中严重的LUTS可能与可检测到的膀胱细菌有关。

很少有研究检查泌尿系统癌症中泌尿微生物组的相关性。一项研究比较了16名健康人的尿液与38名膀胱癌患者的尿液，并使用16S rRNA测序测量了膀胱癌组中链球菌属的含量增加[39]。最近的一项研究使用<>S测序比较了<>例膀胱癌诊断患者的尿液样本，以及从年龄匹配队列中选择的<>名健康受试者[<>]。尽管两组之间在微生物组的多样性或总体组成方面没有显着差异，但某些分类群在膀胱癌或健康亚组中的比例相当高。健康亚组中最普遍的细菌是Veillonella，链球菌和棒状杆菌。相比之下，许多分类群在膀胱癌组中具有很高的代表性，包括结直肠癌相关梭杆菌属的成员。

3. 泌尿微生物组和尿石症

在尿液微生物组中，已经了解了产脲酶细菌在结石形成中的作用。产脲酶的细菌是奇异变形杆菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、普罗维登西亚、粘质沙雷氏菌和摩根氏菌。这些细菌分解尿素并诱导氨和二氧化碳的产生，导致肾小管损伤、尿液碱化，随后形成磷酸盐，产脲酶的细菌形成鸟粪石结[8]。

最近的研究表明，尿液微生物组中的肠杆菌，包括大肠杆菌，可能与尿石症有关。一项研究旨在确定泌尿系致病性大肠杆菌的存在是否影响小鼠尿路钙沉积，接种大肠杆菌后钙沉积率高出2.7倍[40]。

根据Hirano等人[41]的说法，结石形成者尿液中结晶和有机物的聚集可能部分是由于某些细菌的粘附特性。这些细菌有能力通过引起这些物质的聚集来积极参与结石的形成。正如Venkatesan等人所证明的那样，大肠杆菌和奇异疟原虫加重了聚氨酯膜表面的草酸钙结壳，聚氨酯膜是尿支架中使用的物质[42]。作者进一步提出，这些细菌产生的生物膜可能导致草酸钙结壳。细菌与草酸钙晶体结合，引起肾盂肾炎，导致肾单位发生变化，形成兰德尔斑块。此外，大肠杆菌通过分泌柠檬酸裂解酶降低枸橼酸水平，导致草酸钙过饱和[40]。最终，细菌附着在尿路上皮并重复此过程。

Chutipongtanate等人[43]检查了草酸钙上革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的成岩潜力。研究人员采用了形态学评估和新的筛选方法，以及金标准测定，以确定细菌具有直接增强草酸钙晶体生长和聚集的能力。这项研究是第一个使用这种新颖筛选方法的研究。在这项研究中，草酸钙晶体是在两种泌尿致病菌（即大肠杆菌和肺炎克雷伯菌）存在下产生的。此外，非泌尿系致病菌，即金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌，表现出草酸钙致石作用。

因为并非所有尿路感染患者都会发展草酸钙结石，所以可以理解为一个假设，但尿液中的微生物对于形成草酸钙结石并不完全必要。即便如此，我们仍必须考虑到，由于免疫抑制药物和重复抗生素治疗会诱发尿微生物组的扰动（生态失调），因此尿微生物组对慢性肾脏病和肾移植患者结石形成的作用可能更为关键[44，45]。

最近，Kachroo等人[12]对纯草酸钙结石患者（具有活跃性发作为USD或没有USD病史的患者）的尿液微生物组进行了首次比较霰弹枪宏基因组分析。本研究的目的是比较来自少数患者（n = 5 个草酸钙结石形成者，n = 5 个健康对照）的空洞中段尿液样本的鸟枪宏基因组学，以确定 原核、病毒、真菌和原生动物结构域的相关微生物功能。根据他们的发现，参与草酸代谢、跨膜转运、蛋白水解和氧化还原途径的基因在草酸钙结石形成者中表达水平较低。对照组中富集的基因绝大多数映射到从数据和超过17，42个全长参考基因组中提取的000个草稿基因组中的脆乳杆菌，而与草酸钙相关的基因映射到铜绿假单胞菌和伯克霍尔德菌属。

Zampini等人最近的一项多组学临床比较研究显示，可以区分有USD的队列（不包括感染性结石病例）和没有疾病史的队列，可以区分泌尿微生物组，但不能区分肠道微生物组[46]。在尿液微生物组中，8.8%的操作分类单位（OTU）的丰度不同，健康组的OTU是USD组的1.6倍。 USD 队列粪便中的乳杆菌科、健康队列尿液中的乳杆菌和 USD 队列尿液中的肠杆菌科是最能区分健康队列和 USD 队列的肠杆菌科。在按美元状态评估特定代谢物的不同浓度时，健康组富集了53种，美元组富集了16种，与美元队列相比，健康队列中的富集代谢物数量增加了3.3倍。这是第一项使用宏基因组学来比较USD和健康人的尿液微生物组的研究。这项研究中的多条证据表明，尿液微生物组比肠道微生物组对USD的发展贡献更大。尿微生物组中与尿石症相关的微生物总结如下：表1.

表1与尿石症相关的泌尿微生物组。

4. 尿石症尿液微生物组研究的标准化

自发现人类泌尿微生物组以来，各种技术和受试者相关问题以及不规则的采样设置影响了泌尿微生物组的研究[31]。换句话说，尿石症尿液微生物组研究的标准化和设计不足阻碍了结果的普遍性，并降低了其对临床实践的影响[11]。因此，在美国，尿石症微生物组研究的标准化始于微生物组对结石基质复杂性（MICROCOSM）的贡献，这是第一个专注于微生物组-尿石症研究的国际联盟[13]。创建MICROCOSM是为了减少实验因素（包括样品收集，存储，DNA提取，测序和数据分析）引起的微生物组研究结果的不一致。

此外，使用OTU或扩增子序列变异（ASV）对测序数据进行分类分配可以解决由于实验设计或群体特征差异而导致的结果差异[14]。根据OTUs的分类，在泌尿道中，肠杆菌科和Veillonella属与USD患者最相关，而乳杆菌属与健康人最相关。然而，通过ASV分配，健康受试者的尿液微生物组中更常发现Veillonellaceae，而放线菌科和肠杆菌科最常见于USD患者[14]。

Brubaker等人[5]提出了在UROBIOME 2020会议上制定的指南，用于记录和报告源自尿液微生物组研究的数据。尿液微生物组研究的主要建议是：首先，使用适当的命名法来描述尿液样本：排尿尿液样本为“泌尿生殖系统”样本，导管插入术（经尿道或耻骨上抽吸物）为“膀胱”。其次，使尿液采样技术与研究目的保持一致。对于成年女性膀胱微生物组的研究，作者建议尽可能收集导尿尿液样本。第三，使用核酸防腐剂并保持低温，同时加快样品转移到实验室。第四，使样品处理计划与研究问题保持一致（与文化±文化无关的技术）。第五，尽可能减少批次效应（试剂盒和测序运行的差异;如有必要，记录信息以解释下游分析的差异）。最后，采用标准元数据清单进行泌尿微生物组研究。

5. 肠道微生物组和尿石症

肠道和肾脏似乎具有双向关系，越来越多的证据支持[47]。研究表明，肠道微生物组在肠肾轴中起着重要作用[48]，肠道微生物群落的破坏或生态失调与几种肾脏疾病的发展有关。这可能间接导致慢性肾脏病和高血压[49]，以及泌尿系结石病[50]。

在目前的测序技术开发之前，已经证明肠道微生物组会形成结石。也就是说，缺乏甲酸草酸杆菌会导致结石的形成[51]。使用草酸盐作为能量来源的细菌称为草酸菌。乳酸杆菌和双歧杆菌是多面手草酸菌的例子，它们能够降解草酸盐以外的物质以获得碳能量。另一方面，产草酸草杆菌是专业草酸菌的一个例子。这种细菌可以通过表达两种酶（甲酰辅酶A转移酶和草酰辅酶A脱羧酶）降解肠道中的草酸盐[8]。

Siener等人[52]提出的临床结果表明，缺乏甲酸草酸杆菌可诱发高草酸尿症，这可能导致草酸钙结石的形成。在37例特发性草酸钙结石患者中，肠道微生物组中的草酸杆菌在11例患者中呈阳性，在26例患者中为阴性。在70%的患者中未检测到产草酸草酸杆菌。在多发性结石形成者的情况下，发现60-80%的患者对产草酸草酸杆菌呈阴性。然而，在24小时尿液分析中，阳性和阴性甲酸草酸草酸的尿浓度没有差异。在肠道草酸尿的情况下，应检测到0.5 mmol/d或40 mg/d或更高，但两组均未发现0.3和0.4 mmol/d的高草酸尿症。因此，在我们已经知道的缺乏甲酸草酸杆菌诱导高草酸尿症的机制中发生了矛盾。Ticinesi等人[53]报告了一项尿石症和肠道微生物组研究，该研究检查了甲酸草酸杆菌，高草酸尿症和草酸钙结石之间矛盾的原因。他们分析了52名结石形成者和48名健康对照的宏基因组学。然而，在100名受试者中发现的产草酸草杆菌很少，不到总样本的0.001%。相对丰度也没有显示出差异。作为分析两组24小时尿液测试中草酸盐浓度的结果，所呈现的菌株显示出差异。Assimos评论了这项研究的结果[54]，粪杆菌，肠杆菌和Dorea的丰度减少了结石的形成，粪杆菌被认为是产生短链脂肪酸的。它被认为可以减轻与结石形成相关的炎症和氧化应激。甲酸草酸杆菌和高草酸尿症之间的负相关是因为在100名受试者中很少发现产草酸草酸杆菌，结果与迄今为止已知的结果不同。这就是为什么，即使没有产草酸草酸杆菌，它也不会引起肠道高草酸尿症，这表明它可能不是一个有效的理论或该理论没有临床价值。Bostanghadiri等人[55]描述了甲酸草酸杆菌的矛盾可能是由于多种因素造成的，包括研究的人口，生活方式和饮食习惯，所有这些都可能影响肠道微生物组，特别是甲酸草酸杆菌。

Stern等人[56]在一项初步研究中检查了与没有肾结石形成的患者相比，尿石症患者的肠道微生物组的显着差异。他们的发现表明，普雷沃氏菌属在没有肾结石的对照组中的患病率高出2.8倍，但肾结石组中拟杆菌属的丰度高出3.4倍。根据24小时尿液检查，真杆菌属与草酸盐水平呈负相关，埃希氏菌属与柠檬酸盐水平呈负相关。最近，Kim等人[57]进行了一项前瞻性队列研究，旨在在一项对915名参与者的相对大规模的研究中检查肾结石的患病率和发病率与肠道微生物组之间的关联。根据初次和后续就诊时有无肾结石的情况将患者分为以下几组：G0，无肾结石（对照），初次和后续访视无肾结石者;G1，偶发性肾结石，最初没有肾结石但在随访时有肾结石的患者;和G2，流行的肾结石，那些在实验开始时有肾结石的人。中位随访期为4.0年（四分位距，2.0-5.0年;最长5.5年）。与产酸草酸杆菌相反，其他分类群的丰度在对照组和肾结石组之间差异很大，如以前的报告所示，他们的发现与这些研究的结果一致。与意外结石组相反，他们发现双歧杆菌在无结石组中更为普遍。发现偶然结石组中的Dorea，Incertae sedis和粪杆菌丰度低于无结石组。与无结石组相比，偶发结石组的梭杆菌、硬孢杆菌和丹毒梭状芽胞杆菌丰度更高，而结石组和 Dialister 的丰度降低。最后，他们观察到偶然结石组中发现粪杆菌的丰度低于无结石组，但普遍结石组和无结石组之间的丰度没有差异。

Deng等人[58]报道，16S核糖体RNA（rRNA）基因测序揭示了术后肾结石个体肠道微生物组的组成改变。他们使用16S核糖体RNA（rRNA）基因测序来检查肠道微生物组与肾结石形成之间的关系。总之，选择了20名患者，并在入院时收集了前1-3个月的健康和饮食模式数据。共检查了40个样本，产生了493个操作分类单位（OTU），平均每个样本有67，888±827个读数。基于OTU的部分最小二乘判别分析（PLS-DA）分析和基于OTU的结果显示，RS1（术前采集粪便标本）和RS2（术后一个月采集粪便标本）组存在差异，RS7组的OTU2水平明显更高。基于分类学的肠道微生物组比较揭示了菌群组成的变化，RS2 组中肠杆菌科、伽马氏杆菌、埃氏杆菌和肠杆菌的患病率更高，RS1 组中的假单胞菌科、假单胞菌和假单胞菌的患病率更高。根据相关性分析，尿素水平较低与肠杆菌科、γ孢杆菌和埃希氏菌患病率较高相关，而肌酐水平较低与埃希氏菌发生率较高相关。这些发现可能为肾结石的预防、诊断和治疗提供新的视角，因为它们强烈暗示肠道微生物组在肾结石形成中起着重要作用。

Yuan等人[59]报告了肾结石和非肾结石个体的饮食模式与肠道微生物组的关联。在他们的研究中，草酸钙肾结石组和非肾结石组的肠道微生物组在高尿石症风险饮食模式中的丰度与低尿石症风险的同行相比显着不同，而假单胞菌、鞘氨毛虫、松弛、棒状杆菌、Arcobacter、狭窄滋养单胞菌、氢厌氧菌和粪便菌 在高尿石症风险肾结石组中发现更丰富，这在肾结石的形成中具有重要意义，因此与炎症、脂质和矿物质代谢相关的代谢途径也是如此。他们的结果表明，饮食习惯可能通过控制肠道微生物组的稳态来影响草酸钙结石的预防和治疗。

在Xiang等人最近的一项研究中[60]，开发了一种机器学习模型，以根据临床和肠道微生物组特征的组合来预测草酸钙肾结石的可能性。该研究包括来自总共180名受试者的数据，其中120名受试者分配给训练集，其余60名受试者用于验证目的。作者使用来自66名非肾结石个体和54名肾结石患者的临床和肠道微生物组数据评估了八种不同机器学习技术的性能。他们确定了三种与结石有关的细菌（黄杆菌，红杆菌和戈登氏菌）。临床资料由草酸盐浓度、醋酸浓度、柠檬酸盐浓度、磷浓度和尿PH0个特征组成，仅使用763属预测模型的曲线下面积（AUC）为0.902，使用0属临床信息的AUC为936.<>，使用<>属加<>条临床信息的AUC为<>.<>。最后，肠道微生物组在形成草酸钙结石中发挥作用，但未来需要进一步阐明。

6. 尿结石的微生物组

泌尿结石的微生物组是指使用EQUC和16S rRNA基因测序在结石本身中发现的微生物组。

15%-70%的结石中可发现细菌[61，62，63]。在13%至44%的样本中，草酸钙结石的培养呈阳性。结石培养物中最常见的细菌是大肠杆菌（15-35%）、假单胞菌属和变形杆菌（产脲酶细菌），它们通常与鸟粪石结的发生有关[62，63]。

最近有关于钙结石微生物组的分析报道[15]。在52例尿石症患者中，排除了4周内使用过抗生素的患者，孕妇或住院患者以及有鸟粪石病史的患者。用输尿管镜和激光去除结石后，进行EQUC和16S rRNA测序。在16s rRNA测序中，55.8%的病例呈阳性。在与阴性对照组进行比较并去除难以识别的结石后，确认12块结石为测序位置，40块为阴性。比较结石测序阳性和阴性时，90%的阴性组确认草酸钙，阳性组发现刷石。尿酸和胱氨酸结石仅在阴性组中发现。两组鸟粪石相同。当观察扩增培养和测序的结果时，12块石头中分布着各种细菌，并且在测序宏基因组学中发现了非常多样化的细菌。最普遍的细菌分类群是肠杆菌科（包括埃希氏菌属和克雷伯氏菌属）、葡萄球菌、韦洛氏菌、链球菌、棒状杆菌、嗜血杆菌、变形杆菌、乳酸杆菌和双歧杆菌.使用EQUC和16S rRNA测序发现了多种富集细菌物种 从尿结石中分离出的与16S rRNA基因测序鉴定一致的细菌种类包括表皮链球菌，泄殖腔，大肠杆菌和加氏乳杆菌。作者将他们的研究价值描述如下：提出了一种比较尿液和结石微生物的方法，并且它显示了上尿路和膀胱中选择性尿液的相似微生物组。草酸钙结石表明细菌的存在率低。这一结果与上述实验不一致，该实验显示小鼠中的大肠杆菌可以促进草酸钙结石的形成。一项meta分析显示，在两项研究中，葡萄球菌属和气球菌属在结石样本的微生物组中占主导地位，其中基于OTU的肠杆菌科存在高丰度，基于ASV的肠球菌占主导地位[14]。

当发生尿路感染时，61.5%的病例观察到尿石症生长，而没有尿路感染的病例中只有12.5%观察到结石生长[64]。这项研究表明需要治疗尿路感染以防止感染性结石的进展。然而，需要更多的研究来确定将草酸钙结石中的微生物组作为一种预防策略是否值得。

7. 预防尿石症的益生菌

产草酸草酸杆菌可通过两种不同的机制预防钙结石：肠腔内草酸盐降解，减少黏膜吸收，以及促进肠黏膜分泌内源性草酸盐[65]。从扁豆真杆菌中分离出草酸降解蛋白草酰辅酶A脱羧酶和甲酰辅酶A转移酶[66，67]。Turroni等人[68]发现乳双歧杆菌亚种DSM 10140、青少年双歧杆菌MB 238和长双歧杆菌MB 282的草酸降解水平最高。 此外，根据Turoni等人[68]，乳酸杆菌多种。能降解草酸盐。在嗜酸乳杆菌和醋酸乳杆菌的分离株中发现了oxc和frc基因的存在，这些分离株降解了超过50%的草酸盐。

Wigner等人[6]已经审查了益生菌预防草酸钙结石的使用。先前的研究主要集中在对尿石症患者施用甲酸草酸杆菌。由于其抗生素敏感性和低pH值，这种细菌不是一种好的益生菌。因此，后来的研究集中在众所周知的益生菌上，包括乳酸杆菌和双歧杆菌菌株、扁豆真杆菌、粪肠球菌和大肠杆菌，以确定能够降解草酸盐的细菌。然而，在所有所检查的细菌中，草酸甲酸杆菌具有最好的草酸盐降解潜力。随后的研究揭示了耐低pH值且含氧的产草酸草酸杆菌菌株的存在，证实了在临床环境中使用产草酸草酸杆菌的可能性[69，70，71]。在pH 6.8和pH 3.0的厌氧培养基中培养2小时时，活细胞计数未见减少[71]。基于质谱（MS）的霰弹枪法蛋白质组学研究发现，超氧化物歧化酶（对氧毒性有实质性保护）可表达[70]。此外，研究表明，酸奶细菌产生的酸和通过包装的透氧性等几个变量会影响酸奶中益生菌的存活能力[72，73，74]。

Hoppe等人[69]进行了临床研究（16名尿石症患者）。有两组患者。第一组由1名患者组成，他们接受甲酸草酸杆菌作为冷冻细胞糊剂，含有10g活细胞相当于><>10CFU （IxOC-2）。第二组由七名患者组成，他们接受了两粒肠溶包衣的甲酸草酸杆菌胶囊（137毫克冻干活细胞冻干散装粉末，相当于~107CFU）每剂（IxOC-3）。为了评估草酸盐提取的程度，获得了尿液和血浆样品。在他们的研究中，草酸杆菌的摄入可以降低尿石症患者的尿草酸盐水平（IxOC-2：22-48%，IxOC-3：38.5-92%）。

结合益生菌是解决抗生素敏感性问题的一种可能解决方案。这种方法可能有助于减轻抗生素使用引起的肠道定植问题。据报道，结合不同的益生菌也可能是一个很好的解决方案，因为整个肠道菌群都参与草酸盐的分解并减少其在尿液中的排泄[75，76]。Campieri等人[76]发现冻干乳酸杆菌菌株（嗜酸乳杆菌，植物乳杆菌和短乳杆菌），婴儿双歧杆菌和嗜热链球菌的混合物（作为日剂量在8×1011CFU，4周益生菌治疗）导致40名特发性草酸钙尿石症和轻度高草酸尿症患者的尿草酸盐排泄显着减少，即约6%。Wigner等人[7]得出结论，有必要在高度控制的情况下对更多的人群进行额外的研究。没有研究试图全面评估肠道菌群的变化，大多数研究依赖于小型研究小组，这些研究小组经常遵循计划外饮食。此外，根据对乳酸杆菌和双歧杆菌菌株、扁豆、粪埃希菌和大肠杆菌的研究，这些细菌在体外和体内代谢草酸盐的能力之间存在差异，这些研究主要在动物和体外进行。

Stepanova等人[10]进行了实验（i）评估头孢曲松治疗是否会影响肠道草酸盐降解细菌的数量，它们的整体草酸盐降解活性以及它们对大鼠草酸盐稳态的影响，（ii）评估市售益生菌和合生元（结合益生菌的食品成分或膳食补充剂）对总粪便草酸盐降解活性的影响， （iii）测量合生元如何逆转头孢曲松诱导的大鼠草酸盐稳态和粪便草酸盐降解活性。他们将28只雌性Wistar大鼠（体重200-300g）随机分为四组（n = 7）。第1组（对照）用无菌水处理（0.1mL，即14天）;第2组用合生元处理（30mg / kg，每OS，14天）;第3组用头孢曲松治疗（300mg / kg，i.m.，7天）;第4组用头孢曲松和合生元治疗。在治疗终止后的第1天和第57天，评估草酸盐降解细菌的数量和总活性，以及尿液和血浆草酸盐浓度。头孢曲松治疗改变了草酸盐稳态，这也显着增加了尿草酸盐水平。在停止治疗后第57天，粪便微生物组中草酸盐降解细菌的数量在两组之间没有显着差异。然而，两个合生元处理组的总草酸盐降解活性均显著高于对照组和单独治疗的头孢曲松组。给予合生元的大鼠尿草酸盐排泄明显减少。粪便微生物组中草酸盐降解活性的总量与草酸盐降解细菌的数量不相关，并且该活性与血浆和尿液草酸盐浓度呈负相关。这些发现表明，补充合生元可增强肠道微生物组的总草酸盐降解能力，从而显著减少尿液草酸盐排泄[9]。Ticinesi等人[78]回顾了草酸盐降解细菌对成岩风险的影响。总体而言，研究结果不一致，一些研究报告益生菌治疗后尿草酸盐排泄量显著减少[71，76，80，84，86，91]，而其他研究显示与基线相比没有变化[81，89]。关于研究结果的不一致，作者指出，草酸盐排泄是结石复发的替代终点，只是影响成岩风险定义的几个因素之一[78]。

8. 结论

尿液微生物组可能影响草酸钙过饱和度、生物膜形成和聚集以及尿路上皮损伤。尿石症的尿液微生物组研究需要标准化（研究设计、样本类型、样本收集、样本储存、DNA 提取方法和数据分析）。

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