肾结石患者拥有自己独特的肠道菌群

肾结石是一种常见的泌尿系统疾病，在我国南方地区有很高的发病率和复发率。肾结石在我国的发病率也是逐年上升，1991-2000年间、2001-2010年间和2011年至今的发病率分别为5.95%、8.86%和10.63%。肾结石患者可表现为反复腰痛、血尿以及尿路感染、肾功能衰竭、输尿管狭窄等并发症。随着体外冲击波碎石术等技术的发展，大多数患者术后恢复良好，但是复发率仍然很高。没有治疗，10年内肾结石的复发率可高达50%。肾结石给患者带来沉重的生理、心理和经济负担。

肾结石是由遗传因素与环境暴露的相互作用引起的。流行病学研究表明，环境因素，包括饮食，在肾结石风险中扮演着越来越重要的角色。近年来，人们发现饮食对人体健康的影响很大程度上依赖于肠道菌群的代谢活动。高脂高糖的西式饮食大部分是在十二指肠被吸收，留给大肠细菌的很少。因此，这导致了肠道菌群失调，增加了炎症性疾病的易感性，比如炎症性肠病。另一方面，富含纤维和抗性淀粉的饮食使这些炎性疾病的发病率保持在较低水平，而使产短链脂肪酸的细菌显著增加。肾结石与许多慢性代谢性疾病密切相关，如代谢综合征、肥胖、糖尿病、高血压和慢性肾病等等，而这些疾病都与肠道菌群有关。

近日，来自广西医科大学的研究团队比较分析了肾结石患者的肠道菌群，研究人员招募了13名肾结石患者和13名健康对照。研究发现肾结石患者中观察到的细菌物种数量呈下降趋势。群落结构多样性分析表明，肾结石患者与健康对照的肠道菌群组成存在明显的不同。这表明肾结石患者有自己独特的肠道菌群。

这项研究的主要发现是肾结石患者中存在明显不同的肠道菌群组成，包括男性和女性。肾结石患者与健康对照之间20个细菌属的相对丰度差异显著。其中，霍氏真杆菌（Eubacterium_hallii_group）、多尔氏菌属（Dorea）、Ruminiclostridium_5菌属、厌氧棒状菌属（Anaerostipes）、 Fusicatenibacter菌属、罕见小球菌属（Subdoligranulum）、啮齿真杆菌（Eubacterium_ruminantium_group）、霍尔德曼氏菌属（Holdemania）、戴阿利斯特菌属（Dialister）、瘤胃球菌属（Ruminococcus_1）、Parasutterella菌属和嗜胆菌属（Biliphila）的相对丰度显著在肾结石患者中显著降低，而拟普雷沃氏菌属（Alloprevotella）、 Erysipelatoclostridium菌属、毛螺菌科未确定菌属（unidentified_Lachnospiraceae）、考拉杆菌属（Phascolarctobacterium）、巨单胞菌属（Megamonas）、不动杆菌属（Acinetobacter）、埃希氏菌-志贺氏菌属（Escherichia–Shigella）和萨特氏菌属（Sutterella）的相对丰度则显著增加。

充分的证据表明，肠道菌群对于肠道以外的疾病也非常重要，比如中风、过敏性哮喘和非酒精性肝病等等。最近，短链脂肪酸和肾脏之间的联系也被发现，短链脂肪酸可以显著抑制高糖和LPS诱导的肾小球系膜细胞增殖，进而逆转活性氧的产生，提示肠道菌群产生的短链脂肪酸诱导的信号通路可能作为糖尿病性肾病的新治疗靶点。

肾结石患者中70%~80%为草酸钙结石，结石病人的肠道草酸吸收量要高于非结石病人。代谢草酸的细菌物种在维持草酸体内平衡中发挥着积极作用，以往，研究人员主要关注肠道中降解草酸的细菌。肠道内的草酸降解细菌分为两大类，一类是以草酸为唯一碳源和能源的“专性草酸营养型”，比如产甲酸草酸杆菌（Oxalobacter formigenes）；另一类是不以草酸为唯一能源并能够发酵其它底物获得能量的“兼性草酸营养型”，包括乳酸菌和双歧杆菌的一些物种。

在动物研究中，兼性草酸营养型和专性草酸营养型细菌都被证明与高草酸尿症和结石数量的减少有关，产甲酸草酸杆菌也被认为是预防肾结石形成的益生菌。然而，人类研究结果并不一致。有研究表明产甲酸草酸杆菌在肾结石患者和健康对照中都处于非常低的水平，很难表现出其丰度的差异。有研究甚至发现了高草酸尿症患者中代谢草酸的细菌物种的富集。同样，在本研究中也没有发现草酸杆菌属、乳杆菌属和双歧杆菌属细菌丰度的差异。功能分析也表明，肠道细菌参与草酸降解的酶活性在肾结石患者和健康对照之间也没有明显差异，包括甲酸脱氢酶、草酸/甲酸反向转运体、甲酰辅酶A转移酶、草酰辅酶A脱羧酶和草酸脱羧酶。

本研究的第二项重要发现是肾结石患者肠道中促炎性细菌水平显著升高，比如巨单胞菌属、考拉杆菌属、埃希氏菌-志贺氏菌属、萨特氏菌属，它们与代谢性疾病和精神疾病中的炎症发生有关。虽然不动杆菌属细菌通常被认为是有益的，但在肾结石患者中丰度却较高，这仅仅是由其中的绿脓杆菌导致的。绿脓杆菌和大肠杆菌在肾结石患者中非常常见，分析表明它们可能是肾结石的潜在生物标记物，可以准确地对肾结石患者进行区分。以前的研究表明，埃希氏菌-志贺氏菌属与柠檬酸浓度呈负相关，随着柠檬酸浓度的下降，肾结石的风险增加。大肠杆菌是埃希氏菌-志贺氏菌属的主要成员，肾脏中大肠杆菌感染使得肾脏中草酸钙晶体的沉积更加容易。肠道中大肠杆菌丰度的增加是否促进肾结石的形成还需要进一步的研究。

最后，本研究发现一些受饮食影响的血液微量元素的浓度与一些细菌之间的相关性。肾结石患者常被建议食用低盐、低钙、高镁饮食，而高盐、高钙和低镁饮食会促进钙晶体的沉积。肾结石患者肠道中的Parasutterella菌属与血钠浓度呈负相关，Ruminiclostridium_5菌属与血钙浓度呈负相关，而它们在肾结石患者中的丰度均较低。然而，肾结石患者中丰度较高的Erysipelatoclostridium菌属与氯浓度呈正相关。肾结石患者中丰度较低的Fusicatenibacter菌属和Dorea菌属与氯浓度呈负相关。这一结果提醒我们控制这些细菌的丰度可能可以减少肾结石的风险。

这些发现可以为肾结石提供新的和非侵入性的潜在诊断生物标志物，并从维持肠道微生态平衡的角度为肾结石的预防和治疗提供帮助。