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醫學研究人員首次繪製出了腎結石形成的全過程，要實現這一點還要歸功於一門聽起來不太相關的學科：地質學。透過將地質學的框架、一套先進的顯微工具，以及在實驗室中培養腎結石的新裝置相結合，研究人員開發出了一種可以終止或減緩腎結石生長的新方法。
腎結石是在腎臟的尿液中緩慢形成的鋸齒狀礦物質結晶。每11個成年人中就有一個人被這個問題折磨，而且患病人數還在逐步增長，尤其是在女性和青少年中。“腎結石很普遍，它很折磨患者。對醫療系統和個人而言，相關的治療費用都很昂貴。更糟糕的是，它還會復發。如果你有過一個腎結石，那麼你將有50%的機率很快就會再長出一個結石。”泌尿科醫生瑪格麗特·佩爾（Margaret Pearle，並未參與這項研究）說道，她就職於美國得克薩斯大學西南醫學中心，負責治療結石病。
大約在10年前，地質學家布魯斯·福克（Bruce Fouke）把他在顯微鏡下的觀察物件從珊瑚礁換成了腎結石。
透過與梅奧診所和美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的生物學家和醫生合作，他發現腎結石的形成過程與自然界中很多礦物的形成過程相似：它們都會多次溶解和多次結晶，而不是一次性結晶成型。“就在這個時候，我們意識到結石一直處在一種動態的過程中，它們會有一段被溶解的時期。也許我們可以找到一個控制溶解期的辦法，從而治療腎結石。”埃米·克蘭貝克（Amy Krambeck，這項研究的共同作者）說，她是來自美國西北大學醫學院的一名泌尿科醫生。
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克蘭貝克表示，目前幾乎沒有什麼好的動物或實驗室模型能用於研究腎結石。因此，他們的團隊開發了一種叫做GeoBioCell的裝置，這個裝置可以模擬腎臟精細的內部結構。裝置還可以讓科學家測量不同的指標，包括腎臟細胞活性和尿液微生物群、化學及流量等，並將這些因素與腎結石的生長聯絡起來。要知道，改變其中任何一個因素都能影響腎結石的形成和溶解。
在發表於《自然綜述：泌尿學》（Nature Reviews Urology）的文章中，科學家描述了具體的研究內容。他們首先使用GeoBioCell研究了草酸鈣結晶的生長——這種結晶佔腎結石的70%。在此之前，福克的團隊一直認為這些結晶幾乎是不可能溶解的。但是他和同事在研究中發現，在腎臟內，這些結石在重新結晶前會達到部分溶解的狀態。
目前，科學家正在用GeoBioCell精確研究結石的形成過程。他們希望研發出新的方法，透過藥物啟動或延長溶解期。此外，他們還用這個裝置檢測了一系列蛋白質（包括與骨質相關的骨橋蛋白），因為如果將這類蛋白用作藥物，可能會抑制結石的生長。此外，他們正在觀察特定的微生物和微生物群落，試圖研究它們可能對結石產生的影響。
佩爾表示，這項研究的潛力巨大，能夠明確腎臟內的生化過程，從而確定有哪些藥物或其他干預手段可以對結石進行靶向治療。此外，這項研究也有可能提高醫生預測及治療結石復發的能力。
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撰文：哈里尼·巴拉特（Harini Barath）
翻譯：郭曉
引進來源：科學美國人
本文來自：中國數字科技館
