24h尿液成分分析在泌尿系结石诊治中的临床意义

来源:用户上传      作者:

　　摘 要 近年来，随着人们生活方式改变及肥胖等各种慢性代谢性疾病发病率增高，泌尿系结石的发病率逐年增高。在我国，大多数泌尿系结石患者首选在外科就诊。尽管外科手术能快速解除患者的急性痛苦，却无法消除潜在的结石形成危险因素，术后复发率高，而部分结石实际上只需内科治疗即可根治。24 h尿液成分分析是一种评估人机体代谢状况的重要方法，其已被多项研究证实能用来有效地预测结石形成风险及结石成分。本文具体叙述24 h尿液成分检测在泌尿系结石诊治中的临床意义。
　　关键词 泌尿系结石 24 h尿液成分分析 诊治
　　中图分类号：R691.4； R446.12 文献标志码：A 文章编号：1006-1533（2019）17-0011-04
　　Clinical significance of 24 h urine test in the diagnosis and treatment of urolithiasis*
　　SHEN Yuqi， DING Feng， LI Xuezhu**
　　（Department of Nephrology， Shanghai Ninth People’s Hospital， School of Medicine， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200011， China）
　　ABSTRACT The incidence of urolithiasis has been increasing year by year in recent years with the lifestyle changes and increasing incidence of various chronic metabolic diseases such as obesity. Most patients with urolithiasis are preferred for surgical treatment in China. Although surgery can rapidly relieve the acute pain of patients， it is unable to remove potential risk factors for stone formation and has a high recurrence rate， and some stones can actually be cured only by medical treatment. Twenty-four hour urine test for urolithiasis is an important method to evaluate the metabolic status of the human body and has been proven by many studies to be able to effectively predict the risk of stone formation and stone composition. This review focus on the clinical significance of 24 h urine test in the diagnosis and treatment of urolithiasis.
　　KEy WORDS urolithiasis； 24 h urine test； diagnosis and treatment
　　随着人们生活方式的改变以及肥胖、高血压、糖尿病等慢性疾病发病率的增高，泌尿系结石发病率近几十年来呈逐渐增高趋势。一项全国性的多中心横断面研究显示，我国目前泌尿系结石发病率高达6.4%，严重影响人们的健康并给社会带来了很大的经济负担[1]。
　　基于传统观念，大多数泌尿系结石患者仍首选在外科就诊。尽管近年来泌尿系结石的手术治疗方法不断得到改进，且手术治疗能快速解除患者的急性痛苦如肾绞痛、泌尿道梗阻等，但其无法消除潜在的结石形成危险因素，患者术后的复发率很高，5和10年复发率分别高达50%和80% ～ 90%[2]。实际上，一些泌尿系结石如尿酸结石等只需内科治疗即可根治，盲目进行外科手术治疗反可能增加患者的痛苦和加重其经济负担。无论是内科还是外科治疗，无创且能有效预测结石复发及其成分的检测方法对预防和治疗泌尿系结石均非常重要。
　　24 h尿液成分检测是一种评估人机体代谢状况的重要方法。研究表明，24 h尿液成分分析对预测泌尿系结石的发生及其成分有重要价值[3-4]，且可在结石治疗过程中用来帮助评估疗效，为结石预防及个体化治疗提供依据。因此，欧洲泌尿外科学会和美国泌尿外科学会（American Urological Association， AUA）发表的泌尿系结石诊治指南[2， 5]均推荐对高危结石患者进行24 h尿液成分檢测。本文将具体叙述24 h尿液成分分析在泌尿系结石诊治中的临床意义。
　　1 24 h尿液成分检测
　　24 h尿液成分检测的目标物主要包括尿液的量、pH以及尿液中钾、钠、氯、钙、磷、镁、枸橼酸、草酸、尿酸、肌酐、尿素氮和硫酸盐等的水平。AUA发表的泌尿系结石诊治指南（以下简称为“AUA指南”）中指出，在应用24 h尿液成分分析评估结石患者的代谢状况时，检测的目标物应至少包括尿液的量、pH以及尿液中钙、草酸、枸橼酸、尿酸和肌酐等的水平，而进一步检测尿液中磷、镁、钠、钾、氯、尿素氮和硫酸盐等的水平可更好地了解结石形成相关因素。
　　1.1 尿量
　　尿量是影响泌尿系结石形成的主要危险因素。尿量过低，尿液中各种成分水平升高，则结石形成的危险性提高。一项前瞻性研究提示，泌尿系结石患者的24 h尿量增至2.5 L可显著降低结石复发率[6]。因此，AUA指南建议，泌尿系结石患者的24 h尿量应维持在>2.5 L。正常情况下，人的尿量主要取决于饮水量，故为达到理想尿量，结石患者的24 h饮水量需至少达到3 L。 　　1.2 尿液pH
　　尿液pH是泌尿系结石形成的重要影响因素，与含钙结石如磷酸钙结石、尿酸结石和鸟粪石等的形成均有关[7-9]。正常情况下，人的尿液pH为5.7 ～ 6.3。导致尿液pH过低的原因包括饮食酸负荷过多（如高蛋白饮食）、长期腹泻所致碱性物质丢失和一些代谢综合征等；导致尿液pH过高的原因则包括长期素食、服用碱性补充剂、肾脏尿液酸化功能障碍（如肾小管酸中毒）和泌尿道感染时细菌产生尿素酶等。尿酸结石易在尿液pH<5.5时形成，磷酸钙结石易在尿液pH>6.5时形成。因此，尿液pH维持在5.5 ～ 6.5最为合适[10]。尿液pH也可用随机尿液检测，但因其在24 h的不同时点有所变化，故一次随机尿液pH不足以反映患者的代谢状况，需在24 h的不同时点多次检测随机尿液pH或检测24 h尿液pH。
　　1.3 尿钙
　　研究证实，高尿钙是肾结石形成的危险因素[4]。在含钙结石患者中，30% ～ 60%的患者存在高尿钙，高尿钙是此类患者尿液成分检测中最常见的异常[11]。高尿鈣的定义为：对男、女性个体，24 h尿钙水平分别>300、>250 mg/d[或者对任意性别的个体，24 h尿钙水平> 4 mg/（kg·d）][12]。根据此定义，24 h尿钙水平有一定的正常范围，但对导致结石形成或复发的尿钙水平范围，目前仍不确定。实际上，在24 h尿钙水平<250 mg/d时，随着尿钙水平升高，结石形成或复发率已开始增高[4]。因此，有研究提议，为降低泌尿系结石的发生率，应将尿钙水平控制在<125 mg/L[13]。
　　导致高尿钙的原因包括肠道钙吸收增多、肾脏钙重吸收减少和骨钙重吸收增多，其中以肠道钙吸收增多为最常见原因[14]。明确高尿钙的病因后，在制定治疗方案时还需综合考虑24 h尿液成分检测的其他结果及血清学相关指标情况。例如，若患者同时合并尿钠和尿素氮水平升高，则提示患者钠和蛋白质摄入过多，需控制饮食中盐和蛋白质的摄入量。一项前瞻性研究显示，低盐、低动物蛋白饮食可显著减少24 h尿钙排泄[15]，这与尿钠排泄及酸负荷过多导致的肾小管钙重吸收减少有关。此外，酸性条件下也有更多的钙由骨转移至血液。需予指出的是，尽管该研究显示低钙饮食亦能显著降低24 h尿钙水平，但由于肠道中与草酸结合的钙的水平降低，故会导致尿草酸水平升高，最终使得结石复发率增高。还有，高尿钙患者多合并骨质疏松症。因此，临床上并不推荐高尿钙患者改用低钙饮食。再如，噻嗪类利尿药可减少尿钙排泄，降低尿钙水平。但若高尿钙患者同时合并高尿磷以及存在血清磷水平偏低和活性维生素D水平升高，则会由于病理性的肾脏磷排泄增多，反馈性地刺激活性维生素D生成，从而使肠道磷吸收增多，并同时使肠道钙吸收增多，最终导致高尿钙。此类高尿钙由维生素D依赖性肠道钙吸收增多引起，使用噻嗪类利尿药治疗无效，补磷才是正确的治疗方法。
　　总之，低盐、低动物蛋白饮食是最便捷、经济的降低尿钙水平方法。若以此无法完全纠正高尿钙，则可考虑使用噻嗪类利尿药进行治疗。不过，仍需考虑24 h尿液成分检测的其他结果及血清学相关指标情况，明确患者病因，进行个体化治疗。
　　1.4 尿草酸
　　草酸钙是泌尿系结石的最常见成分，约70%结石的主要成分为草酸钙，而高尿草酸是草酸钙结石形成的主要危险因素之一[13]。由于尿液中钙与草酸水平之比较高，故尿草酸水平轻度升高即会显著提高草酸钙结石的发生率。高尿草酸是指24 h尿草酸水平>40 mg/d。但研究表明，当24 h尿草酸水平还低于此数值时，结石形成风险已随尿草酸水平升高而显著提高，故为降低草酸钙结石发生率，建议将24 h尿草酸水平控制在<25 mg/d[4， 16]。
　　人体中的草酸主要来源于饮食以及体内乙醛酸盐、维生素C等的代谢产物[17]。草酸含量高的食物和饮料摄入过多、肠道草酸吸收增多、体内草酸代谢异常均可导致高尿草酸。草酸含量高的食物和饮料包括菠菜、坚果、茶和咖啡等，高尿草酸患者应限制摄入此类食物和饮料。此外，维生素C在体内会分解为草酸，过多摄入或使用维生素C含量高的食物或补充剂也可导致高尿草酸，从而提高泌尿系结石形成风险[18-19]。因此，高尿草酸患者应同时限制摄入或使用维生素C含量高的食物或补充剂。研究显示，胃肠道吸收障碍如炎症性肠病和胃旁路减肥术后患者发生泌尿系结石的风险较健康者高[13， 20]。此类患者的肠道由于不能正常吸收脂肪酸，导致肠道内钙与脂肪酸的结合增多而与草酸结合的钙量减少，进而使得尿液中的游离草酸排泄量增多。所以，应建议此类患者坚持低脂肪、低草酸、正常钙（1 000 ～ 1 200 mg/d）饮食，并适当补充钙剂。使用考来烯胺、益生菌及一些自草酸杆菌属提取的酶也可能改善此类患者肠道中草酸的代谢，减少机体对草酸的吸收[13]。此外，一些遗传性疾病会引起肝脏草酸相关代谢途径异常，亦可导致高尿草酸。对这些患者，补充维生素B6能改善他们的肝脏草酸代谢，从而改善高尿草酸程度[17]。
　　1.5 尿枸橼酸
　　枸橼酸盐是人尿液中自然存在的一种抗酸成分，其不仅可与尿液中的钙结合而减少草酸钙和磷酸钙的生成，还可通过直接阻止结晶成核而减少泌尿系结石的形成[10， 21]。关于24 h尿枸橼酸的正常水平，国外研究报告在320 mg/d左右[13]，但国内健康人群的此指标值却偏低，可能与饮食习惯有关[22]。引起尿枸橼酸水平下降的原因包括代谢性酸中毒和饮食中酸负荷过大，这些均会导致肾小管对枸橼酸盐的重吸收增多。此外，一些疾病如肾小管酸中毒、慢性腹泻以及长期使用碳酸酐酶抑制剂治疗的患者也可出现低尿枸橼酸。
　　若饮食评估提示患者低尿枸橼酸是由其饮食中酸负荷过多所致，建议患者首先进行饮食调整，即多食蔬菜、水果，减少非乳制品动物蛋白的摄入。对饮食调整后仍无法纠正的低尿枸橼酸，可适当使用枸橼酸盐治疗。在枸橼酸盐中，相比枸橼酸钠，推荐选用枸橼酸钾，因为钠负荷过多会导致尿钙排泄增多，这也会提高结石形成风险[5]。通常，应将含钙结石患者的尿枸橼酸水平控制在300 mg/L左右，即约为600 mg/d；对尿酸结石患者，在饮食调整或再加用枸橼酸盐治疗后，其24 h尿pH需控制在6.5 ～ 7[13]。 　　1.6 尿尿酸
　　尿酸是人体中嘌呤代谢的最终产物，健康男、女性的24 h尿尿酸水平约分别为800和750 mg/d[23]。引起尿尿酸排泄增多的原因包括猪肉、牛肉、海产品、动物内脏等高嘌呤食物摄入过多以及肿瘤细胞坏死释放大量嘌呤、使用羟苯磺胺等药物治疗导致尿尿酸排泄过多等。尽管某些研究认为高尿尿酸与结石形成无关[4]，但更多的研究证实，高尿尿酸也是草酸钙结石形成的危险因素。尿酸微结晶可充当核心，诱导草酸钙结晶并聚集成结石[24]。对存在高尿尿酸的草酸钙结石患者，建议其坚持低嘌呤饮食；若此仍无法纠正高尿尿酸，可再使用别嘌醇治疗以减少尿尿酸排泄，研究证实对减少结石复发有效[5， 25]。需指出的是，尿酸结石的形成主要受尿液pH影响。因此，如前所述，治疗尿酸结石时最重要的是控制尿液pH，而非减少尿尿酸排泄。
　　1.7 其他
　　尿钠通过影响尿钙排泄而影响结石形成；尿硫酸盐及尿素氮水平反映患者的蛋白摄入量；尿磷在碱性尿液时参与磷酸钙结石的形成；尿钾可作為枸橼酸钾治疗依从性的可靠指标；低尿镁是结石形成的危险因素[4]。因此，为更充分地评估患者的代谢状况及结石形成风险，24 h尿液成分检测应同时包括上述目标物水平检测。
　　需指出的是，应用24 h尿液成分检测来评估患者的代谢状况有赖于患者在正常饮食及活动状态下准确地留存24 h尿液，而大多数患者留存24 h尿液均在院外完成，这就要求患者依从性良好。因此，找到一项能可靠评估尿液留存准确性的指标十分重要。肌酐是人体肌肉的代谢产物之一，只要肌肉质量不变，肌酐的日生成量便会保持稳定，故尿肌酐排泄量可用作为评估24 h尿液留存充分性的可靠评估指标。男、女性的日尿肌酐排泄量约分别为18 ～ 24和15 ～ 20 mg/kg[10]。若24 h尿肌酐水平在此范围内，说明尿液留存充分，可用于评估患者代谢状况，进而评估其结石形成的危险因素。此外，由于24 h尿液留存对患者的依从性要求较高，所以曾有研究者提出用随机尿液成分分析来替代24 h尿液成分分析，但相关研究表明，随机尿液成分检测与24 h尿液成分检测结果间的相关性并不好[26]。在用于结石患者代谢状况评估方面，随机尿液成分分析不能替代24 h尿液成分分析。
　　2 尿液主要成分的过饱和度
　　如上所述，多种尿液成分均会影响泌尿系结石的形成，但以单一的尿液成分检测结果却很难预测结石形成及其成分。因此，需有并用一种可靠的方法来综合分析24 h尿液成分，帮助预测结石形成及其成分，从而指导结石的预防和治疗。
　　过饱和度是指某种物质在溶液中的质量浓度超过其溶解度，是结石形成的促进因素。过饱和度不仅与质量浓度有关，还需考虑溶液中各成分间的相关理化作用。目前已有用于尿液成分过饱和度计算的软件，如EQUIL、JESS等[27-29]。先进行24 h尿液成分检测，包括尿液的量、pH以及尿液中钾、钠、氯、钙、磷、镁、枸橼酸、草酸、尿酸、肌酐、尿素氮和硫酸盐的水平，随后输入检测结果，软件就会计算尿液中几乎所有结石相关主要成分的过饱和度，并对特定成分结石的形成风险作出预测。研究证实，应用24 h尿液成分检测和EQUIL、JESS等软件能准确地预测结石形成或复发风险以及结石的成分[3， 30-31]。
　　结石的成分多种多样，其中常见的有草酸钙、磷酸钙和尿酸结石等。近年来，研究者提出了一些新的尿液成分分析公式，这些公式相较传统的过饱和度计算方法，可减少检测的尿液成分数量，降低检测成本，但仍能预测常见成分结石形成的风险。例如，Robertson[32]提出的公式仅需24 h尿液的量、pH以及尿液中钙、镁、草酸、枸橼酸、尿酸的水平，即可预测尿酸、草酸钙、磷酸钙、草酸钙-尿酸和磷酸钙-尿酸这些常见成分结石形成的风险，精确度高达90%。此外，也有研究者提出了基于随机尿成分检测结果的结石形成风险预测公式，但可靠性还待证实[33]。
　　3 结语
　　综上所述，24 h尿液成分反映了泌尿系结石患者的代谢状况，对其进行检测及分析，可预测结石形成风险及结石成分，从而指导结石治疗并可用于评估疗效。因此，尽管24 h尿液的留存及其成分检测过程稍显繁琐，但在泌尿系结石诊治方面具有重要价值，需在结石的初次确诊及治疗过程中反复多次进行。
　　参考文献
　　[1] Zeng G， Mai Z， Xia S， et al. Prevalence of kidney stones in China： an ultrasonography based cross-sectional study [J]. BJU Int， 2017， 120（1）： 109-116.
　　[2] Skolarikos A， Straub M， Knoll T， et al. Metabolic evaluation and recurrence prevention for urinary stone patients： EAU guidelines [J]. Eur Urol， 2015， 67（4）： 750-763.
　　[3] Parks JH， Coward M， Coe FL. Correspondence between stone composition and urine supersaturation in nephrolithiasis [J]. Kidney Int， 1997， 51（3）： 894-900.
　　[4] Curhan GC， Taylor EN. 24-h uric acid excretion and the risk of kidney stones [J]. Kidney Int， 2008， 73（4）： 489-496.
　　[5] Pearle MS， Goldfarb DS， Assimos DG， et al. Medical management of kidney stones： AUA guideline [J]. J Urol， 2014， 192（2）： 316-324. 　　[6] Borghi L， Meschi T， Amato F， et al. Urinary volume， water and recurrences in idiopathic calcium nephrolithiasis： a 5-year randomized prospective study [J]. J Urol， 1996， 155（3）： 839-843.
　　[7] Krieger NS， Asplin JR， Frick KK， et al. Effect of potassium citrate on calcium phosphate stones in a model of hypercalciuria [J]. J Am Soc Nephrol， 2015， 26（12）： 3001-3008.
　　[8] Maalouf NM， Cameron MA， Moe OW， et al. Novel insights into the pathogenesis of uric acid nephrolithiasis [J]. Curr Opin Nephrol Hypertens， 2004， 13（2）： 181-189.
　　[9] Das P， Gupta G， Velu V， et al. Formation of struvite urinary stones and approaches towards the inhibition — a review [J]. Biomed Pharmacother， 2017， 96： 361-370.
　　[10] Ennis JL， Asplin JR. The role of the 24-h urine collection in the management of nephrolithiasis [J]. Int J Surg， 2016， 36（Pt D）： 633-637.
　　[11] Sakhaee K， Maalouf NM， Sinnott B. Clinical review. Kidney stones 2012： pathogenesis， diagnosis， and management [J]. J Clin Endocrinol Metab， 2012， 97（6）： 1847-1860.
　　[12] Song L， Maalouf NM. 24-hour urine calcium in the evaluation and management of nephrolithiasis [J]. JAMA， 2017， 318（5）： 474-475.
　　[13] Leslie SW， Bashir K. 24-hour urine testing for nephrolithiasis interpretation [EB/OL]. [2019-04-23]. https：//www.ncbi.nlm. nih.gov/books/NBK482448/.
　　[14] Pak CY， Oata M， Lawrence EC， et al. The hypercalciurias. Causes， parathyroid functions， and diagnostic criteria [J]. J Clin Invest， 1974， 54（2）： 387-400.
　　[15] Borghi L， Schianchi T， Meschi T， et al. Comparison of two diets for the prevention of recurrent stones in idiopathic hypercalciuria [J]. N Engl J Med， 2002， 346（2）： 77-84.
　　[16] Mitchell T， Kumar P， Reddy T， et al. Dietary oxalate and kidney stone formation [J]. Am J Physiol Renal Physiol， 2019，316（3）： F409-F413.
　　[17] Hulton SA. The primary hyperoxalurias： a practical approach to diagnosis and treatment [J]. Int J Surg， 2016， 36（Pt D）： 649-654.
　　[18] Thomas LD， Elinder CG， Tiselius HG， et al. Ascorbic acid supplements and kidney stone incidence among men： a prospective study [J]. JAMA Intern Med， 2013， 173（5）： 386-388.
　　[19] Taylor EN， Stampfer MJ， Curhan GC. Dietary factors and the risk of incident kidney stones in men： new insights after 14 years of follow-up [J]. J Am Soc Nephrol， 2004， 15（12）： 3225-3232.
　　[20] Canales BK， Hatch M. Kidney stone incidence and metabolic urinary changes after modern bariatric surgery： review of clinical studies， experimental models， and prevention strategies [J]. Surg Obes Relat Dis， 2014， 10（4）： 734-742. 　　[21] Ruiz-Agudo E， Burgos-Cara A， Ruiz-Agudo C， et al. A nonclassical view on calcium oxalate precipitation and the role of citrate [J/OL]. Nat Commun， 2017， 8（1）： 768 [2019-04-23]. doi： 10.1038/s41467-017-00756-5.
　　[22] 高其若， 鄭军华， 丁强， 等. 112例输尿管结石患者尿枸橼酸和尿钙含量的测定[J]. 第二军医大学学报， 2007， 28（10）： 1136-1137.
　　[23] Favus M. Nephrolithiasis [EB/OL]. [2019-04-23]. https：// www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK279069/.
　　[24] Gao J， Xue JF， Xu M， et al. Nanouric acid or nanocalcium phosphate as central nidus to induce calcium oxalate stone formation： a high-resolution transmission electron microscopy study on urinary nanocrystallites [J/OL]. Int J Nanomedicine， 2014， 9： 4399-4409 [2019-04-23]. doi： 10.2147/IJN.S66000.
　　[25] Ettinger B， Tang A， Citron JT， et al. Randomized trial of allopurinol in the prevention of calcium oxalate calculi [J]. N Engl J Med， 1986， 315（22）： 1386-1389.
　　[26] Hong YH， Dublin N， Razack AH， et al. Twenty-four hour and spot urine metabolic evaluations： correlations versus agreements [J]. Urology， 2010， 75（6）： 1294-1298.
　　[27] Werness PG， Brown CM， Smith LH， et al. EQUIL2： a BASIC computer program for the calculation of urinary saturation [J]. J Urol， 1985， 134（6）： 1242-1244.
　　[28] May PM， Murray K. JESS， a joint expert speciation system-I. Raison d’être [J]. Talanta， 1991， 38（12）： 1409-1417.
　　[29] Brown CM， Ackermann DK， Purich DL. EQUIL93： a tool for experimental and clinical urolithiasis [J]. Urol Res， 1994， 22（2）： 119-126.
　　[30] Ferraro PM， Ticinesi A， Meschi T， et al. Short-term changes in urinary relative supersaturation predict recurrence of kidney stones： a tool to guide preventive measures in urolithiasis [J]. J Urol， 2018， 200（5）： 1082-1087.
　　[31] Prochaska M， Taylor E， Ferraro PM， et al. Relative supersaturation of 24-hour urine and likelihood of kidney stones [J]. J Urol， 2018， 199（5）： 1262-1266.
　　[32] Robertson WG. A risk factor model of stone-formation [J]. Front Biosci， 2003， 8： s1330- s1338.
　　[33] Tiselius HG. A proposed method for approximate estimates of the ion-activity products of calcium oxalate and calcium phosphate in spot-urine samples or in urine samples collected during less well defined periods of time [J]. Urolithiasis， 2013， 41（2）： 105-109.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/6/view-15027650.htm