原来这么漂亮！地质学家“跨界”揭秘肾结石结构，提出预防和治疗新方法

▎药明康德内容团队编辑
1799年，德国著名地质学家洪堡（Alexander von Humboldt）写道：“只有把地球上所有的现象结合起来，科学才能进步。比起发现新的孤立事实，我更喜欢把已知的事实联系在一起。 ”
多年来，在为预防和治疗肾结石开发新疗法的征途中，科学家们也是如此实践的。研究人员尝试结合地质学、生物学、医学与尖端显微镜技术，探索肾结石形成的秘密。

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▲ 人体肾结石的横切面（图片来源：参考资料 [1]）
肾结石是一种泌尿系统沉积物，影响着全世界超过12%的人，引起的症状从轻微不适到剧烈疼痛，其并发症可导致死亡。
尽管令人痛苦，这种结石的美丽程度超出了很多人的想象。科学家观察肾结石横切面时，就发现其中一些非常漂亮，有的像水晶洞，有的像树木的年轮。而且，它们拥有与珊瑚礁或石灰岩类似的构造，拥有富含有机质和矿物质的分层结构，只不过尺度要比岩石小得多。

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▲ 人体肾结石薄片的荧光显微镜图像，显示出晶体生长分层，破裂，溶解和重结晶的复杂历史（图片来源：参考资料 [1]）
Bruce Fouke教授是伊利诺伊大学香槟分校（University of Illinois Urbana-Champaign）的一名地质学家，他带领团队正在把研究地球沉积的经验和方法应用于肾结石的研究。
近日，这支研究团队和妙佑医疗国际（Mayo Clinic）的研究人员合作，在《自然》旗下的Nature Reviews Urology杂志上发表了一篇论文，详细描述了肾结石沉积过程中的多个阶段，并通过高分辨率成像技术进行了记录。基于结石处于哪个形成阶段，以及它正在经历哪些化学过程，建立了一种新的分类方案，并提出了可能的临床干预措施。

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▲ 综合地质学、生物学、医学和组学领域的新技术（图片来源：参考资料 [1]）
肾结石的形成方式与自然界中的地质结石相同。之前医生们曾认为，肾结石是一下子形成的，然而Fouke教授从地质学得到的分析结果正相反，肾结石并不是一次性全部结晶沉积，而是经过多次部分溶解再重构的过程。控制地球上其他自然和工程环境中磷酸盐、碳酸盐和硅酸盐沉积的基本过程，与控制人类肾结石形成的过程其实是一样的，这些过程被称为普遍生物矿化（universal biomineralization）和成岩相变（phase transitions）。