感染性结石的病因

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1、泌尿系感染性结石的病因、诊断和治疗孙西钊吕建林综述叶章群审校泌尿系结石主要分为两类：代谢性结石和感染性结石，其中，感染性结石约占5％～15％（1）。早在公元前4世纪，希伯格拉底就认为尿石形成与尿路感染有关。上世纪初，Brown提出了细菌分解尿素引发成石的观点。1925年，Hagar等人报道了一种可水解尿素的细菌蛋白，即尿酶。翌年，Sumer从刀豆中成功地分离出尿酶并因此获得诺贝尔奖。在无抗生素的年代，感染性结石引起的死亡率高、复发率高、肾功丧失率高（2），因此被称作“恶性结石病”。尽管当今的微创技术使尿路结石的治疗更为安

2、全有效，但若对这种特殊结石缺乏足够的认识，它反而有可能会成为体外碎石和体内碎石的“陷阱”，术后导致严重的尿源性脓毒症（urosepsis），甚至因感染性休克而致死亡。因此，在临床工作中对其应引起高度的警惕。一、理化特点感染性结石简称感染石，其矿物学成分是鸟粪石，化学成分是六水磷酸铵镁（MgNH4PO4·6H2O）。早期的化学分析示其是由三个阳离子（Ca2＋、Mg2＋、NH4＋）和一个阴离子结合而成，故在当时又称之为三价磷酸盐结石。这种结石成分须在脲酶微生物的作用下才能生成，所以有时亦称其为脲酶石。此外，虽然在当今文献中常

3、把感染性结石称作磷酸铵镁结石或鸟粪石结石，但因其必然混合碳酸磷灰石（Ca10[PO4]6CO3）成分，并且碳酸磷灰石在含量上往往多于磷酸铵镁，所以这些术语是片面而不确切的。完整的名称应为磷酸铵镁/碳酸磷灰石结石。在临床概念上应当注意，感染性结石是感染引起结石，它不同于结石引起感染。后者多由大肠杆菌所致，而大肠杆菌一般不会产生脲酶（1）。感染性结石的物理性质与其内在结构有关。在偏光显微镜下，其结晶发育不良，自形程度差，排列不整齐，这提示其生长迅速。结石内部存在大量的空隙，其中“停泊”着大量的解脲酶细菌。感染石质地疏松易碎，

4、密度为1587kg/m3，纵波速度2.798km/s，纵波声阻4.440kg/m2*s*106；杨氏模量10.5GPa，韦氏硬度作者单位南京大学医学院附属鼓楼医院泌尿外科210008E-mail：sunxizhao@sohu.comTel：025-831054502.57MPa，断裂韧性56kPa*m1/2；压力性材料破坏强度8MPa，张力性材料破坏强度0.6MPa（3）。由于感染石上的这些声学特性和机械特性低于一般代谢性结石，其阻抗变形力、扭曲力和延展力的能力较弱，比较容易被冲击波粉碎。二、成石机制感染性结石形成的先决

5、条件是脲酶阳性细菌引起的持续性尿路感染（4）。脲酶可将尿中的尿素分解为氨和二氧化碳（1），进而形成铵离子，同时使尿液呈碱性。这两者是引发成石的必要条件。其反应式如下：脲酶＋H2OH2N-CO-NH2CO2＋NH3（1）氨水解为铵离子后，又水合成氢氧化铵。由于后者属于强碱，可使尿pH值明显升高，当pH值达到7.2时，铵离子可与尿中的磷酸根及镁离子结合成磷酸铵镁（2）。pH≥7.26H2O＋Mg2＋＋NH4＋＋PO43－MgNH4PO4·6H2O（2）pH≤7.2来自尿素的二氧化碳还原为碳酸氢盐，尿液趋向碱化，如果尿pH值达

6、到6.8，它将会与尿中的阳离子结合，形成碳酸磷灰石（3）。pH≥6.8CO32-＋10Ca2＋＋6PO43－Ca10[PO4]6CO3（3）pH≤6.8感染性结石的形成也遵循着一般的成石规律，即晶核形成→晶体生长→晶体聚集→晶体滞留在尿路中最终形成临床结石（5）。脲酶将尿液中的尿素分解后，随着氨和二氧化碳的持续产生，使尿pH值维持在7.2～8.0之间，这样可使磷酸铵镁结晶和碳酸磷灰石结晶不断形成。这种感染石的特点是生长迅速，一般在4～6周即可成石。但若尿液发生酸化，pH值低于6.5时，这些结晶将不再形成，并且开始溶解（5

7、）。三、病原体学在引起尿路感染的病原体中，约有1/3是由产生脲酶的微生物（真菌、细菌、支原体）所致，但主要是细菌，最常见的是变形杆菌属、克雷白杆菌属、假单胞菌属和葡萄球菌属。虽然大肠杆菌属是最常见的尿路感染致病菌，但仅约1.4％大肠杆菌能够产生脲酶，故其不是导致感染石的主要致病菌（1）。“磷酸铵镁－磷灰石尘粒”多在细菌外围形成，进而促进结晶生长。菌体内外均可形成结晶。单纯磷灰石结晶多在菌体内形成，细菌解体后所形成的微石可以作为结石的核心。而菌体外生长的结晶可沉积于细菌形成磷酸盐覆盖物，这样封闭于结石内的细菌就成为感染复发

8、的源头（5）。感染石形成较快，体外研究表明，奇异变形杆菌在2～4小时之内就可促发磷酸铵镁结晶形成（6）。解脲酶细菌产氨后水解成的铵离子与保护尿路上皮的葡胺聚糖的电荷具有亲和力，从而可使葡胺聚糖的亲水性发生改变（5）。铵离子与葡胺聚糖上的硫酸根离子相互吸引，可促使成石晶体粘附于尿路上皮进而继续增大。在尿中成石相关离子过