泌尿系结石的流行病学

Curham, G.C. (2010). Epidemiology. In: Rao, N., Preminger, G., Kavanagh, J. (eds) Urinary Tract Stone Disease. Springer, London. https://doi.org/10.1007/978-1-84800-362-0_1

Epidemiology

泌尿系结石的流行病学

我们对肾结石流行病学的认识取得了实质性进展。流行病学研究量化了这种常见且痛苦的疾病的负担，并扩大了我们对结石病危险因素的理解。多种饮食、非饮食和泌尿风险因素会导致结石形成的风险，这些因素的重要性因年龄、性别和体重指数 (BMI) 而异。从科学上讲，这些研究的结果迫使我们重新评估我们对结石病危险因素的看法。重要的是，在制定减少结石形成可能性的治疗计划时，可以在临床环境中考虑流行病学研究的结果。  肾结石是一种常见且复杂的疾病。流行病学研究已经量化了疾病的负担，并确定了各种风险因素，这可能有助于提高我们对病理生理学的理解，并导致降低结石形成风险的新方法。

2流行率

肾结石（定义为结石病史）的患病率因年龄、性别、种族和地理位置而异。患病率随着年龄的增长而增加，在美国，男性终生结石形成风险超过 12%，女性超过 6%。1 , 2无论是黑人还是白人2（见图1.1和1.2），男性和女性的患病率在 20 世纪最后 25 年似乎都在增加。美国的结石病史在老年白人男性中最常见（~12%），在年轻黑人女性中最低（~1%）；亚洲人和西班牙裔的频率介于两者之间。2 , 3放射学研究的使用和敏感性增加导致无症状结石检出率增加，这可能部分解释了患病率的上升。

图 1.1  

按性别和年龄划分的结石病患病率  

图 1.2  

按种族和年龄划分的结石病患病率  

在美国以外很少有基于人群的肾结石患病率研究。日本4和德国的结石病患病率有所增加。一项针对超过 100 万人的研究发现，具有南北和东西向梯度的地理变异性；自我报告的肾结石患病率最高的是美国东南部。最近对出院的一项研究表明，男女比例有所下降。7 1997 年至 2002 年间全国住院患者调查的数据发现，男女比例为 1.3:1；大大低于通常报道的 2-3:1 的比率。需要对这一有趣的观察结果进行基于人群的研究。

3发病率

肾结石（定义为首次结石事件）的发病率因年龄、性别和种族而异。与患病率一样，白人男性的发病率最高。在男性中，发病率在 20 岁后开始上升，在 40 至 60 岁之间达到峰值，约为 3/1,000/年，然后下降。1 , 8 , 9在女性中，其发病率在 20 多岁时较高，为 2.5/1,000/年，然后在 50 岁时降至 1/1,000/年，在接下来的几十年中保持此速度。明尼苏达州罗切斯特最近的一项研究提出了发病率可能正在下降的可能性。使用与 30 年前进行的一项研究相同的方法，最近的研究报告称，自 1990 年以来，男性的发病率可能正在下降，而女性的发病率已趋于平稳。12由于只有 157 例男性病例和 91 例女性病例，因此需要进行更多更大规模的研究来探索这一重要问题。

4复发率

很少有研究提供有关复发率的可靠信息。病例系列表明 30-40% 的未经治疗的个体会在初次发作后的 5 年内形成另一块结石。1显然，复发的风险受到多种因素的影响，包括结石类型和尿液成分。幸运的是，随机试验表明干预措施可以将复发的可能性降低 50% 或更多。这些干预措施强调预防结石复发是可能的。

5风险因素

在过去的几十年中，有关各种风险因素对结石形成的重要性的信息已大大增加。危险因素一般分为非饮食、饮食和泌尿。

5.1非饮食

5.1.1家族史

对双胞胎和人群的研究表明，常见的结石病形式是可遗传的。17有结石病家族史的个体形成结石的风险要高出两倍。18风险增加可能是由于遗传易感性和类似的环境暴露（例如饮食）。已经确定了罕见形式的肾结石（例如胱氨酸尿症、Dent 病）的遗传原因，但有关导致常见结石病风险的基因的信息仍然有限。

5.1.2种族/民族

在加拿大的一项横断面研究中，阿拉伯、西印度、西亚和拉丁美洲血统的人比欧洲血统的人更有可能是石头形成者。19总体而言，在一般人群中，非裔美国人患结石的频率较低；然而，在终末期肾病患者中，非裔美国人的结石病患病率高于预期。

5.1.3系统性疾病

有大量证据表明肾结石是一种全身性疾病。与含钙结石相关的众所周知的疾病包括原发性甲状旁腺功能亢进、肾小管酸中毒和克罗恩病。其他几种常见疾病，包括肥胖、痛风和糖尿病 (DM)，最近已令人信服地与肾结石有关。通过体重、体重指数 (BMI) 或腰围评估的体重增加会增加结石形成的风险，而与包括饮食在内的其他风险因素无关；由于无法解释的原因，女性的影响大于男性。例如，与 BMI 21-23 的个体相比，BMI ≥ 30 kg/m 2的个体的结石形成风险在男性中高出 30%，但在女性中高出近两倍。不同体型的尿液成分；例如，较高的 BMI 与较高的尿液草酸盐和较低的尿液 pH 值相关，这些变化会增加草酸钙或尿酸结石的风险。在一项横断面研究中，痛风患者有结石病史的可能性要高出 50%。前瞻性检查时，有痛风病史的个体发生肾结石的风险增加两倍，与饮食、体重和药物无关。这种关系的可能机制包括胰岛素抵抗和酸化缺陷。糖尿病 (DM) 也与结石形成风险增加有关，与饮食和体型无关。横断面来看，有糖尿病病史的人也有肾结石病史的可能性要高出 30% 以上。前瞻性地，DM 病史会使女性结石形成的风险增加 30-50%，而男性则不会。为支持这些发现，最近一项基于国家健康和营养调查 (NHANES) III 数据的研究发现，随着代谢综合征特征数量的增加，患结石症的风险也随之增加。

5.1.4环境因素

具有较高无感流体损失的职业或环境，例如炎热的环境，会增加结石形成的风险。当个人使用水或浴室设施受到限制时，风险也会更高，从而导致液体摄入量减少和尿量减少。

5.2饮食因素

饮食摄入会影响尿液成分，从而改变肾结石的风险。涉及的营养素包括钙、动物蛋白、30草酸盐、31钠、32蔗糖、33果糖、34镁、35和钾。36在解释饮食和结石风险的研究时必须小心。回顾性研究可能存在偏见，因为患有结石的人随后可能会改变他们的饮食。使用尿液成分变化作为实际结石形成替代指标的研究结果应谨慎看待，因为尿液成分不能完全预测风险，并且并非所有改变风险的成分都包括在过饱和度的计算中（例如，尿植酸盐）。因此，评估各种营养素的前瞻性研究最适合检查饮食因素与实际结石形成风险之间的关联。

5.2.1钙

饮食因素与结石病风险之间的关联已在三个大型队列中进行了前瞻性研究：卫生专业人员随访研究 (HPFS)，涉及 45,000 多名基线年龄在 40-75 岁的男性卫生专业人员；护士健康研究 I (NHS I) 涉及超过 80,000 名基线年龄在 34-59 岁的女性护士；NHS II 涉及 80,000 多名基线年龄在 27-44 岁的女护士。1在这些研究之前，人们强烈怀疑较高的钙摄入量会增加患结石病的风险。然而，这些研究表明，膳食钙摄入量较高的个体实际上发生肾结石的风险较低，与其他风险因素无关。8 , 10 , 11尽管这似乎违反直觉，但较低的钙摄入量会增加饮食中草酸盐的吸收和尿中草酸盐的排泄。37另一种可能的解释是牛奶中存在一些其他保护因素（乳制品是美国膳食钙的主要来源）。即使在有肾结石家族史的个体中，较低的膳食钙摄入量也与结石形成的风险增加有关。Borghi 及其同事进行了一项随机对照研究饮食，证实了这些观察结果。尿钙升高和草酸钙结石病史的男性被随机分配到两种饮食中的一种：低钙饮食（400 毫克/天）或含有 1,200 毫克钙以及低钠和低动物蛋白摄入量的饮食。13高钙摄入组的男性复发风险降低了 50%。现在有压倒性的证据表明，限制钙是无益的，实际上可能是有害的，无论是对结石形成还是骨质流失。

与膳食钙相比，补充钙似乎不会降低男性或年轻女性的风险，实际上可能会增加老年女性结石形成的风险。在一项观察性研究和随机试验中，在调整饮食因素后，钙补充剂使用者形成结石的可能性比不服用补充剂的女性高 20%。然而，应谨慎解释随机试验的结果，因为参与者被指示随餐服用补充剂，并且补充剂含有钙和维生素 D。补充钙摄入的时间可能解释了风险的差异。在队列研究中，钙补充剂通常不随餐服用，这会减少膳食草酸盐在肠道中的结合。

5.2.2草酸盐

尿草酸盐显然是草酸钙结石形成的重要危险因素；然而，膳食草酸盐在草酸钙肾结石发病机制中的作用尚不清楚。39被吸收的膳食草酸盐比例估计在 10% 到 50% 之间。39影响吸收的因素尚未完全确定，但可能包括其他饮食因素（例如钙）、遗传因素和可能的肠道菌群。此外，食物中草酸盐的生物利用度尚不清楚。尿中的草酸盐也来源于甘氨酸、乙醇酸盐、羟脯氨酸和维生素 C 的内源性代谢。最近的一项研究发现，有草酸钙肾结石病史的个体不太可能被定植于产酸草酸杆菌，一种降解草酸盐的肠道细菌。40在测量食物中草酸盐含量的现代方法提供了许多食物中草酸盐含量的信息之后，对膳食草酸盐和结石风险进行了前瞻性研究。令人惊讶的是，饮食草酸盐对男性和老年女性的影响很小，并且与年轻女性的结石形成无关。

5.2.3其他营养素

多种其他营养物质与结石形成有关。值得注意的是，这些关联的大小通常因年龄、性别或体重指数而异。例如，较高的动物蛋白摄入量可能会增加尿钙并降低尿柠檬酸盐，44从而增加结石形成的风险。然而，在前瞻性研究中，动物蛋白与男性风险增加有关，但与女性无关。此外，仅在 BMI < 25 kg/m 2的男性中发现男性风险增加。45较高的膳食钾摄入量可降低男性和老年女性的风险可能通过减少尿钙排泄36或增加尿柠檬酸盐。钠32或蔗糖33摄入量增加会增加尿钙排泄，而与钙摄入量无关。在前瞻性研究中，蔗糖与女性风险增加有关，果糖与男性和女性风险增加有关。在全谷物和豆类中发现的植酸盐可以降低年轻女性结石形成的风险，可能通过直接抑制草酸钙晶体的形成。

尽管镁可能会减少饮食中草酸盐的吸收，但镁补充剂的随机试验并未发现对结石复发的保护作用，尽管辍学率很高。在前瞻性观察研究中，较高的膳食镁与45 岁男性而不是女性的结石形成风险较低相关。维生素 C（抗坏血酸）可代谢为草酸盐。每天两次服用 1,000 毫克补充维生素 C 可使尿中草酸盐排泄量增加 22%。46在一项前瞻性观察研究中，与每天摄入少于 90 毫克（推荐膳食摄入量）的男性相比，每天摄入 1,000 毫克或更多维生素 C 的男性患结石的风险高 40%。45虽然不建议限制饮食中的维生素 C（因为维生素 C 含量高的食物含有钾等抑制因子），但草酸钙结石形成者应避免补充维生素 C。

尽管高剂量维生素 B6（吡哆醇）可能会减少部分 1 型原发性高草酸尿症患者的草酸盐生成，但尚不清楚使用维生素 B6 补充剂是否会有益于预防常见结石病。在观察性研究中，较高的维生素 B6 摄入量与47岁女性肾结石形成风险降低有关，但在男性中则不然。

5.2.4液体摄入和饮料

尿量的主要决定因素是液体摄入量。尿量以及液体摄入量是结石风险的重要决定因素。当尿量低于 1 升/天时，结石形成的风险显着增加。观察性研究 8、10、11和一项随机对照试验已证明，较高的液体摄入量可降低结石形成的可能性。患有结石病的患者经常问他们应该喝哪些饮料，应该避免哪些饮料。在前瞻性研究中，咖啡、茶、啤酒和葡萄酒与降低结石形成风险有关。50 , 51尽管理论上柑橘汁可以通过增加尿液中的柠檬酸盐来降低结石形成的风险，52但前瞻性研究并未发现橙汁和葡萄柚汁与显着较高的风险相关。50 , 51已知葡萄柚汁会影响多种肠道酶，但观察到的结石形成风险增加的机制尚不清楚。食用含糖苏打水与更高的结石形成风险无关。摄入牛奶可降低钙质肾结石形成的风险。

6泌尿因素

24 小时尿液收集是代谢评估的基石，尿液化学成分提供重要的预后信息并指导预防建议。像许多实验室测试一样，尿液结果传统上分为“正常”和“异常”。然而，最近的数据显示，这种分组并不令人满意。尿液值是连续的，因此将“正常”和“异常”二分为任意且可能具有误导性。此外，结石的形成是一种浓度失调，而不仅仅是排泄的绝对量。尽管在临床和科学文献中经常使用诸如“高钙尿症”或“低柠檬酸尿症”等异常排泄术语，但应承认这些术语的局限性。

高钙尿症通常被定义为男性尿钙排泄 ≥ 300 mg/天（7.5 mmol/天）和女性 ≥ 250 mg/天（6.25 mmol/天）53在 1,000 mg/天钙饮食（但各种定义正在使用中）。使用这些传统定义，大约 20-40% 的钙结石病患者会出现高钙尿症。虽然从钙平衡的角度来看可能是合理的，但对于男性和女性的不同阈值没有充分的理由。事实上，基于性别的定义尤其令人担忧，因为肾结石是一种浓度障碍，女性的 24 小时尿量略高于男性。高草酸尿症通常定义为尿草酸盐排泄量 > 45 mg/天（0.5 mmol/天），尽管此处也使用了多种阈值。男性（~40%）尿中草酸排泄升高的比例是女性（~10%）的三到四倍。54病例中的平均尿草酸盐水平仅略高于对照组，但在多变量模型中，草酸盐显然是结石形成的重要独立危险因素。54值得注意的是，风险开始上升到远低于 45 毫克/天的水平。

尿酸排泄与钙结石病之间的关系尚未确定。一些早期的横断面研究报告说，高尿酸尿症（通常定义为男性大于 800 毫克/天（4.76 毫摩尔/天）或女性大于 750 毫克/天（4.46 毫摩尔/天））在形成钙结石的患者中更为常见比控制。55然而，最近一项针对 2,200 多名结石形成者和 1,100 名非结石形成者的研究报告称，较高的尿酸与男性患结石的可能性较低有关，而女性的风险并未增加。54别嘌醇的双盲试验成功地降低了高尿酸尿症患者钙结石的复发率，这表明尿酸很重要，16但是，别嘌醇的有益作用可能是通过一种与降低尿酸无关的机制来实现的。低柠檬酸尿症，通常定义为 24 小时排泄量≤ 320 毫克/天（1.67 毫摩尔/天），会增加结石形成的风险，并且在 5-11% 的首次结石形成者中发现。有提示性证据表明，将尿柠檬酸盐增加到正常高值范围可提供额外的保护。已使用多种定义的低尿量是常见且可改变的风险因素。当定义为 24 小时尿量小于 1 L/天时，12-25% 的首次结石形成者会出现这种异常。观察性研究和随机试验表明，结石形成的风险随着总尿量的增加而降低。

7结论

流行病学研究扩大了我们对结石病的严重程度和危险因素的理解。各种饮食、非饮食和泌尿风险因素会导致结石形成的风险，这些因素的重要性因年龄、性别和 BMI 而异。从科学上讲，这些研究的结果迫使我们重新评估我们对结石病危险因素的看法。重要的是，在制定减少结石形成可能性的治疗计划时，可以在临床环境中考虑流行病学研究的结果。