引用本文
王碧霄, 姬超岳, 宋海峰, 胡卫国, 肖博, 李晋庭, 梁磊, 李建兴. 鸟粪石的临床特点和内镜术后肾功能转归的影响因素分析[J]. 微创泌尿外科杂志, 2022,11(3): 171-177.
Wang Bixiao, Ji Chaoyue, Song Haifeng, Hu Weiguo, Xiao Bo, Li Jianxing. Clinical characteristics of infected stones and factors influencing the regression of renal function after endoscopic surgery. JOURNAL OF MINIMALLY INVASIVE UROLOGY,2022,11(3): 171-177.  
Doi:10.19558/j.cnki.10-1020/r.2022.03.006
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鸟粪石的临床特点和内镜术后肾功能转归的影响因素分析
王碧霄, 姬超岳, 宋海峰, 胡卫国, 肖博, 李晋庭, 梁磊, 李建兴
北京清华长庚医院泌尿外科,北京 100218
通信作者：李建兴, ljx1@sina.com
收稿日期: 2022-03-05
摘要

目的：评估结石成分为鸟粪石的患者围手术期的临床特点,及经内镜碎石术后肾功能转归的影响因素。方法：回顾性分析2016年3月至2022年1月收治的1268例术后结石主要成分为鸟粪石或草酸钙的泌尿系结石患者的临床资料,男764例,女504例。年龄1~89岁。根据术后结石分析结果,将患者分为草酸钙结石组和鸟粪石组。草酸钙结石组869例,男614例,女255例,中位年龄[52(41,61)]岁;鸟粪石组399例,男150例,女249例,中位年龄[50(37,59)]岁,分别统计两组患者的一般情况和相关病史、术前症状和辅助检查、手术时间、术后检验和术后住院时间等多项临床特征参数并比较组间差异。鸟粪石患者中有41例出现了术前、术后血清肌酐情况的显著改变,根据术前、术后肌酐是否异常分为肾功能正常组（术前正常、术后正常）、肾功能恢复组（术前异常,术后正常）、肾功能损害组（术前正常,术后异常）及肾功能异常组（术前异常,术后异常）。肾功能正常组276例,肾功能恢复组21例,肾功能损害组20例,肾功能异常组82例,比较组间各项临床参数的差异。结果：本研究中鸟粪石组和草酸钙结石组患者间的糖尿病病史、尿路异常病史、术前肌酐的差异均无统计学意义（ P>0.05）;但两组间年龄、BMI、性别、既往结石病史、是否为鹿角形结石、术前肌酐异常的比例、术前GFR水平、术前发热及尿培养阳性病例的比例、围术期肌酐变化差值、术后肌酐异常的比例、手术时间及术后住院时间均有显著性差异（ P<0.05）。鸟粪石患者中,肾功能正常组和肾功能损害组的既往结石病史的比例有统计学差异（ P=0.023）,其余各参数（年龄、BMI、性别、糖尿病病史、既往尿路异常病史、结石最大直径、是否为鹿角形结石、术前发热、术前尿培养结果、手术方式、平均手术时间）的差异均无统计学意义（ P>0.05）。对术前肾功能异常的鸟粪石患者进行进一步分析发现,肾功能恢复组与肾功能异常组的结石最大直径有显著性差异（ P<0.05）,其余各参数均无统计学意义（ P>0.05）。结论：既往有结石病史的女性患者更容易出现鸟粪石,与草酸钙结石相比,鸟粪石更可能形成鹿角形结石。鸟粪石患者群体更容易出现术前肾功能损伤、发热及尿培养阳性,手术时间和术后住院时间均偏长,也更容易出现术后肾功能异常。复发情况和结石大小是可用来预测鸟粪石患者肌酐转归的临床因素。

关键词: 尿石症; 泌尿系感染; 肾功能; 结石成分; 内镜碎石术
中图分类号:R693.2 文献标志码:A
Clinical characteristics of infected stones and factors influencing the regression of renal function after endoscopic surgery
Wang Bixiao, Ji Chaoyue, Song Haifeng, Hu Weiguo, Xiao Bo, Li Jianxing
Department of Urology, Tsinghua University Affiliated Beijing Tsinghua Changgung Hospital, Tsinghua University Clinical Institute, Beijing 102218, China
Corresponding author： Li Jianxing, lijianxing2015@163.com
Abstract

Objective: To assess the perioperative clinical characteristics of patients with the stone composition of struvite stone and the factors influencing the regression of renal function after endoscopic lithotripsy.Methods: A retrospective analysiswas performed on the clinical data of 1268 patients with postoperative urinary stones whose main stone composition was struvite stone or calcium oxalate,including 764 males and 504 females, admitted from March 2016 to January 2022. The age ranged from 1 to 89 years. According to the results of postoperative stone analysis, the patients were divided into the calcium oxalate stone group and struvite stone group. There were 869 cases in the calcium oxalate stone group, 614 males and 255 females, with a median age of [52（41,61）] years; 399 cases in the struvite stone group, 150 males and 249 females, with a median age of [50（37,59）] years. The differences between the two groups were compared. Forty-one patients with struvite stones showed a significant change inserum creatininelevels before and after operation, and were divided into the normal renal function group （normal before and after surgery）, renal function recovery group （abnormal before surgery and normal after surgery）, renal function impairment group （normal before surgeryand abnormal after surgery） and abnormal renal function group （abnormal before and after surgery） according to whether the creatinine level was abnormal before and after surgery. There were 276 cases in the normal renal function group, 21 cases in the renal function recovery group, 20 cases in the renal function impairment group, and 82 cases in the renal function abnormality group, and the differences in each clinical parameter between the groups were compared.Results: There were no statistically significant differences in the history of diabetes mellitus, history of urinary tract abnormalities, and preoperative creatinine level between the struvite stone group and calcium oxalate stone group （ P>0.05）.The differences in age, body mass index （BMI）, gender, history of previous stones, whether they were antler-shaped stones, the proportion of preoperative creatinine abnormalities, preoperative glomerularfiltrationrate（GFR） the proportion of preoperative fever and positive urine culture cases, differences in perioperative creatinine changes, proportion of abnormal postoperative creatinine, duration of surgery and postoperative hospital stay were significanbetween two groups （ P<0.05）. Among the patients with struvite stones, there was a statistically significant difference in the proportion of previous stone history between the normal renal function group and the impaired renal function group （ P=0.023）, while the differences in the remaining parameters, including age, BMI, gender, history of diabetes mellitus, history of previous urinary tract abnormalities, maximum straightness of stones, whether they were deerstalker-shaped stones, preoperative fever, preoperative urine culture results, surgical procedure, and mean operative time, were not statistically significant （ P>0.05）. Further analysis of patients with preoperative struvite stones with abnormal renal function revealed that there was a significant difference in the maximum diameter of stones between the renal function recovery group and the abnormal renal function group （ P=0.001）, while the remaining parameters showed no statistically significant differences （ P>0.05）.Conclusion: Female patients with a previous history of stones are more likely to develop struvite stones, which are more likely to be deerstalker-shaped stones compared with calcium oxalate stones. The group of patients with struvite stones is more likely to have preoperative renal impairment, fever, and positive urine culture, and may have longer operative and postoperative hospital stays, as well as more likely to have postoperative renal function abnormalities. Recurrence and stone size are clinical factors that may be used to predict creatinine regression in patients with struvite stones.

Keyword: urolithiasis; urinary tract infection; renal function; stone composition; endoscopic lithotripsy

感染性结石是泌尿系结石的一种特殊亚型, 主要由鸟粪石组成, 也常与碳酸磷灰石等其他成分混合存在, 是一种构成复杂的晶体聚集物, 与尿路感染密切相关[1]。鸟粪石的形成是一个多因素相互作用的过程, 包括尿液自身溶质高饱和析出、尿液微环境变化、尿液中结晶的促进剂或抑制剂作用, 以及细菌相关生物膜的形成驱动等[2]。鸟粪石具有复杂性和高复发率的特点, 使此类患者的治疗和长期预防管理具有挑战性[3]。术后结石成分分析诊断鸟粪石患者的临床特征及术后肌酐转归相关影响因素的研究很少, 本研究回顾性分析清华大学附属北京清华长庚医院2016年3月至2022年1月行内镜手术治疗的1268例结石成分分析诊断为鸟粪石及草酸钙结石患者的临床资料, 对鸟粪石患者的临床特征和影响术后肌酐转归的因素进行总结和分析。

1 资料与方法
1.1 一般资料

入组1268例患者, 其中男性764例, 女性504例。年龄1~89岁, 平均（50.3± 13.8）岁, 平均BMI（24.93± 4.38）kg/m2。既往并存糖尿病147例, 并存结石893例, 并存尿路异常279例, 包括多囊肾7例、功能性孤立肾57例、偏瘫/截瘫11例、马蹄肾37例、输尿管狭窄/肾盂输尿管连接部狭窄89例、严重脊柱畸形14例、重复肾或部分重复肾6例、异位肾7例、髓质海绵肾45例、先天性孤立肾12例, 神经源性膀胱11例, 部分尿路异常情况合并存在。患者术前均需进行全腹部CT、肾功能、尿常规、尿培养等辅助检查, 术前血清肌酐异常268例, 术前发热142例, 术前尿培养阳性439例, 尿培养阳性患者术前均接受抗生素治疗。影像学检查提示鹿角形结石134例。

907例患者一期行经皮肾镜碎石术治疗, 322例患者一期行输尿管镜碎石取石术治疗, 36例一期行经皮肾镜联合输尿管镜碎石治疗, 3例一期行经皮肾穿刺造瘘或留置输尿管支架管引流控制感染后二期行内镜手术碎石取石治疗。术后出院前至少复查一次血清肌酐水平。

所有内镜碎石取石的患者均接受至少一次结石成分分析, 采用SUN-3G型红外光谱自动分析系统, 占50%以上的成分为结石主要成分。鸟粪石主要由磷酸镁铵（MgNH4PO4· 6H20）组成, 可能混有碳酸磷灰石。草酸钙类结石指主要成分为一水草酸钙或二水草酸钙的结石。

根据术后患者结石分析结果的主要成分类型分为鸟粪石组和草酸钙结石组, 在鸟粪石组内根据术前和术后血清肌酐是否正常分为肾功能正常组（术前正常、术后正常）、肾功能恢复组（术前异常, 术后正常）、肾功能损害组（术前正常, 术后异常）和肾功能异常组（术前异常, 术后异常）。

1.2 统计学方法

采用SPSS 24.0软件对数据进行分析, 符合正态分布的计量资料使用均数± 标准差（$\bar{x}$± s）表示, 组间比较采用t检验, 不符合正态分布的计量资料使用中位数（四分位数间距）[M（Q1, Q3）]表示, 组间比较采用Mann-Whitney U检验; 计数资料采用例（百分数）[n（%）]表示, 组间比较采用χ 2检验, 总样本量小于40, 或最小理论频数小于5时采用Fisher精确检验, 以P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

术后结石成分分析提示：鸟粪石组共399例（31.5%）, 其中包括单纯鸟粪石236例、鸟粪石混合碳酸磷灰石163例; 草酸钙结石组共869例（68.5%）, 其中包括一水草酸钙839例、二水草酸钙30例。鸟粪石组中共102例患者（25.6%）术后血清肌酐水平异常; 草酸钙结石组中共174例患者（20.0%）血清水平异常, 组间差异有统计学意义（P=0.026）。术后血清肌酐水平减去术前水平可得到肌酐差值, 若为负值提示术后肌酐水平降低。鸟粪石组肌酐差值为-458.7~115.0mmol/L, 草酸钙结石组肌酐差值为-1039.2~173.6mmol/L, 组间差异有统计学意义（P=0.046）。根据Clavien-Dindo 并发症分级, 鸟粪石组中共4例患者出现了III级并发症（需外科、内窥镜或放射治疗的并发症）, 未出现IV、V级并发症。草酸钙结石组中, 共7例患者出现了III级并发症, 2例IV级（危及生命的并发症, 需要ICU管理）并发症及1例V级并发症（死亡）。对所有患者术后的住院天数进行统计, 共26例术后1天出院, 91例术后2天出院, 105例术后3天出院, 99例术后4天出院, 133例术后5天出院, 199例术后6天出院, 193例术后7天出院, 422例术后住院时长大于1周。

比较鸟粪石组和草酸钙结石组的多项临床特征性数据：术前共9项参数组间差异有显著统计学意义, 包括年龄、BMI、性别、既往有无结石病史、是否为鹿角形结石、术前肌酐异常比例、术前GFR水平、术前是否发热, 术前尿培养是否阳性（P< 0.05）; 共3项术前参数的组间差异无统计学意义（P> 0.05）, 包括合并糖尿病比例、既往尿路异常病史比例和术前肌酐水平（表1）。

表1 鸟粪石组和草酸钙结石组间基线资料的比较

手术前后肌酐差值水平、术后肌酐异常比例、手术时间和术后住院超过1周的比例, 共4项术后参数纳入组间比较后发现, 上述参数的组间差异均有统计学差异（P< 0.05）（表2）。

表2 鸟粪石组和草酸钙结石组间术中及术后临床资料的比较

根据术前、术后血清肌酐是否正常及变化趋势将鸟粪石组病例分为4个亚组, 术前和术后肌酐水平均正常的病例为肾功能正常组, 术前和术后肌酐水平均异常的病例为肾功能异常组, 术前肌酐水平正常、术后异常的病例为肾功能损害组, 术前肌酐水平异常但术后正常的病例为肾功能恢复组。分别比较肾功能正常组和肾功能损害组、肾功能恢复组和肾功能异常组之间共13项临床特征参数的差异, 推测可能与术后肾功能恢复或恶化相关的因素。结果显示, 肾功能正常组和肾功能损害组间的既往结石病史的差异有统计学意义（P=0.023）（表3）, 肾功能恢复组和肾功能异常组间的结石最大直径有统计学意义（P=0.021）（表4）。

表3 鸟粪石患者肾功能正常组和肾功能损害组间参数的单因素分析
表4 鸟粪石患者肾功能恢复组和肾功能异常组间参数的单因素分析
3 讨论

鸟粪石生长速度快, 常伴随明显的临床症状, 包括疼痛、发热等, 且复发率高, 有导致肾功能进行性损害甚至肾衰的风险, 是泌尿系结石治疗中最棘手的类型之一[4]。鸟粪石是生物矿化过程的产物, 由产脲酶细菌将尿素分解为氨和二氧化碳, 进而产生铵离子并导致尿液碱化。随着持续感染引起的尿液PH值和铵离子浓度的增加, 微晶体逐渐形成, 如铵离子与尿中的镁离子和磷酸离子结合形成鸟粪石晶体, 碳酸离子与钙和磷酸离子反应可生产碳酸磷灰石的晶体[5]。病程进展时, 这些微晶体与非晶体物质及有机基质共同构成感染性结石[6]。本研究中将术后红外光谱分析结果为鸟粪石（伴或不伴碳酸磷灰石成分）含量大于50%的结石病例归于鸟粪石组, 将一水草酸钙或二水草酸钙含量大于50%的结石病例归于草酸钙结石组。

本研究发现鸟粪石组患者与草酸钙结石组在性别、既往结石病史、术前肌酐异常、鹿角形结石、术前发热、术前尿培养阳性、手术前后的肌酐差值、术后肌酐异常、手术时间、术后住院超过1周占比有显著差异, 提示具有这些特征的患者形成鸟粪石的可能性更大, 需要采取更具有针对性的诊疗方案。尽管年龄、BMI和术前GFR水平在单因素分析中有统计学差异, 但两组患者均为中年群体为主, BMI超重人数均偏多, 而两组术前GFR结果均正常者较多。

女性是鸟粪石形成的危险因素, 既往研究发现女性尿道较短, 与男性相比更容易发生泌尿系感染 [7]。与草酸钙结石组相比, 鸟粪石患者合并既往结石病史的比例显著增高, 这与感染性结石高复发率的特征有关。因为这些患者常伴随迁延不愈的泌尿系感染, 促进了结石复发, 恶性循环的过程导致了肾功能损害, 本研究中笔者也观察到, 鸟粪石组患者术前肌酐异常的病例比例较草酸钙结石组增高。在上述病程中, 生物膜起到了重要作用。感染性结石的形成常伴随尿路表面生物膜的形成, 在感染性结石形成初期, 尿液中过饱和的离子、蛋白质和多糖附着于尿路表面, 成为微生物的附着的“ 温床” 。产脲酶细菌通过尿素分解产生铵离子并导致尿碱化。随着感染持续, 引起尿液PH值和铵离子浓度的增加, 促进微晶体逐渐形成并增大, 附着于生物膜形成的晶体增大到一定体积后可脱落进入尿路中, 晶体上亦可能因为细菌附着形成新的生物膜[8]。引起感染性结石常见的细菌包括大肠杆菌、肠球菌、变形杆菌、金黄色葡萄球菌、其他假单胞菌等[9]。生物膜的形成亦增加了细菌对抗生素的耐药性, 使泌尿系感染及感染性结石的治疗复杂化、反复发生难以根除[10]。

本研究中鸟粪石患者发生鹿角形结石的比例较草酸钙结石患者更高, 符合感染性结石可在集合系统中快速生长的特征。已有多项研究认为, 鹿角形结石的患者出现肾功能衰竭的可能性增高, 有研究发现, 在接受保守治疗的鹿角形结石患者中, 约14%出现进行性肾功能恶化, 9%因肾功能衰竭需透析治疗[11]。与感染性结石进展相关的并发症包括肾积脓、肾周脓肿形成和黄色肉芽肿性肾盂肾炎等, 可能导致肾功能恶化、衰竭, 甚至患者死亡[12]。

鸟粪石手术治疗时强调彻底清石。本研究中鸟粪石患者的手术时间、术后住院时长均较草酸钙结石组增加, 术后肌酐改善水平整体低于草酸钙组。这也反映了鸟粪石治疗的复杂性。手术方式方面, 可根据结石位置、大小、感染严重程度和患者自身情况酌情选用输尿管镜、经皮肾镜或双镜联合手术。在内镜治疗感染性结石患者时, 无论采用上述哪种手术方式, 最大程度降低术中肾盂内压都是预防术后尿源性脓毒症发生的重要措施。如输尿管软镜手术中使用输尿管输送鞘和经皮肾镜手术时采用标准通道联合负压碎石系统均是降低肾盂内压的重要方法[13]。双镜联合手术时, 本中心常采用针状肾镜辅助（needle-perc-assisted endoscopic surgery, NAES）的手术方式, 不仅可以避免输尿管软镜手术时IPA角过小导致的碎石困难, 同时可减少皮肾通道损伤, 激光碎石后产生的结石粉末还可通过软镜鞘流出, 增加清石率并降低肾盂内压[14]。

血清肌酐的变化是评估手术前后肾功能变化情况的一个重要指标, 肌酐在术后短时间内的快速增高与住院时间延长和术后死亡率增加有直接关系[15], 此外也与慢性肾脏病的发生紧密相关[16]。本研究中, 我们按鸟粪石患者术前术后肌酐正常或异常的情况分为4个亚组, 主要关注术后短期内肌酐改变的患者的临床特征。

本研究发现, 鸟粪石复发的情况和结石的大小可能是预测术后肌酐能否改善的重要因素。在鸟粪石患者中, 既往有结石病史的患者术后更可能出现肾功能损害, 而无结石病史的患者术后肌酐改善的可能性更高。

结石病史及结石负荷均与肾脏基础内环境有关。有研究发现, 经皮肾镜术后急性肾损伤的发生是由于术前或术中整个内环境改变的影响, 而非手术本身穿刺通道对肾脏的创伤引起[17]。术前肾功能对术后肾功能有重要的预测价值, 原发肾脏病史是影响术前肾功能的因素之一[18], 尤其对于鸟粪石患者, 既往结石病史和术前结石负荷较大往往提示细菌分泌的内外毒素和细菌包膜已造成肾脏持续损伤, 使肾脏基础内环境处于炎症反应状态, 大量炎症因子的局部积累可引起此处糖、脂代谢异常, 影响局部血液循环, 干扰手术创面恢复[19]。

本研究为回顾性观察性研究, 对于感染的病原微生物种类、抗菌药物治疗方案、手术中具体操作的细节（如通道数目、结石位置）等因素缺乏统计, 此外对于术前尿白细胞、PH值及亚硝酸盐情况亦缺乏统计, 术前肾功能异常的鸟粪石病例数仍偏少, 且目前缺乏长期随访资料。因此, 仍需要结合前瞻性的研究及定期随访进一步总结分析。

综上所述, 既往有结石病史的女性患者更容易出现鸟粪石, 与草酸钙结石相比, 鸟粪石更可能为鹿角形结石。鸟粪石患者群体更容易出现术前肾功能损伤、发热及尿培养阳性的情况, 手术时间和术后住院时间均可能偏长, 也更容易出现术后肾功能异常的情况。初发、结石负荷小的鸟粪石患者术后肾功能更容易恢复。

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