Randall斑块结石中单钠尿酸盐晶体的意外发现：对肾结石发病机制的新启示

本研究针对Randall斑块（RP）在肾乳头钙化启动机制不清的问题，采用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）等多模态成像技术，首次在RP内部发现单钠尿酸盐（MSU）晶体与磷酸钙（CaP）磷灰石共沉积现象。结果表明MSU可能作为CaP异相成核的起点，提示局部炎症微环境可能驱动RP形成，为肾结石的病理分型和靶向治疗提供了新方向。

　　

肾结石疾病困扰着全球约13%的人口，其中80%为无明显系统性疾病的草酸钙（CaOx）结石。在 idiopathic（特发性）钙 oxalate monohydrate（COM，一水草酸钙）结石形成者中，肾乳头尖端的Randall斑块（Randall's plaque, RP）被认为是结石锚定和生长的重要起点。传统观点认为RP主要由磷酸钙（CaP，磷灰石）构成，起源于Henle袢基底膜的矿化。然而，近年来研究发现RP的组成并非总是单一的CaP，少数病例中曾报道存在含硫、钾甚至尿酸盐成分的斑块，但这些发现未能系统解释其形成机制和临床意义。

为了解决RP形成机制中矿物沉积顺序和微环境相互作用的未解之谜，Victor Hugo Canela等研究人员开展了一项结合多尺度成像技术的深入研究。他们通过扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析（EDS）和微计算机断层扫描（micro CT）对来自9例患者的18枚RP结石进行了表面与内部结构的系统分析，意外发现MSU晶体在RP形成早期可能起到关键作用。该研究发表于泌尿结石领域专业期刊《Urolithiasis》，为理解肾结石的发病机制提供了新的结构生物学证据。

本研究使用的主要技术方法包括：从经皮肾镜取石术或输尿管镜手术中获取患者RP结石样本；采用微计算机断层扫描（micro CT）进行结石矿物组成三维成像；利用立体显微镜和扫描电镜（SEM）观察结石表面及断面超微结构；通过能谱分析（EDS）进行元素定性与半定量分析。所有操作均遵循印第安纳大学机构审查委员会（IRB）批准的伦理协议（#1010002261）。

研究结果部分显示：

Micro CT和SEM分析

通过micro CT重切片图像确认RP区域存在CaP磷灰石（图1A、D、G）。SEM显示矿化小管结构直径介于13–113 μm之间，推测来源于Henle袢细段（15–22 μm）、集合管（20–50 μm）或Bellini管（>100 μm）。这些管状结构表面覆盖胶原纤维，内部充满致密或颗粒状矿物沉积，EDS证实其成分为钙和磷。

Randall斑块中的MSU晶体

在7枚剖开的RP结石中，3枚来自两名不同患者的结石内部发现针状MSU晶体与CaP磷灰石相互交织（图2–5）。SEM图像显示MSU晶体呈放射状排列并向CaP区域延伸，暗示MSU可能作为CaP异相成核的模板。EDS分析进一步在这些区域检测到钠（Na）和氮（N）元素信号，而典型RP区域仅显示钙和磷信号。

讨论与结论

本研究通过多模态成像技术揭示了RP结构的异质性，首次提出MSU晶体可能早于CaP在肾乳头沉积的新假说。由于尿酸在碱性环境中溶解度较低，当乳头尿路上皮破裂时组织液局部pH升高，可能导致尿酸钠优先沉淀。这一发现将RP形成与炎症机制联系起来：MSU晶体已知可激活NLRP3炎症小体并招募巨噬细胞（M1型），这与既往在痛风性关节炎和痛风性肾病中观察到的炎症反应类似。研究团队推测，局部炎症微环境可能促进CaP在MSU晶体表面的继发性沉积，从而启动RP形成。

该研究的意义在于重新定义了RP的形成序列和病理基础。MSU的发现提示部分RP结石患者可能存在独特的亚型，其发病机制涉及尿酸盐代谢异常和局部炎症反应，这为未来开发针对性的抗炎治疗或尿酸调控策略提供了理论依据。此外，结合micro CT、SEM和EDS的分析策略为结石学研究建立了新的技术标准，有望应用于更广泛的泌尿系统矿化疾病研究。

需要注意的是，本研究仅在部分结石中发现MSU（18枚中的3枚），说明该机制可能仅适用于特定患者群体。作者建议后续研究应扩大样本量，并结合组织活检与炎症因子检测，以验证MSU与RP形成的因果关系及其临床相关性。