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( 二 )

“当我们识别出这些晶体相变过程（phase transformations），是什么使它从一个步骤进入下一个步骤以及它是如何进展的，那么也许我们就可以通过打破肾脏组织内部发生的化学反应链，从而在结石出现问题之前干预这种进展。 ”该研究的第一作者Mayandi Sivaguru博士说。

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▲ 人类肾结石内形成的连续结晶层与天然火山岩沉积物中的玛瑙十分相似（图片来源：参考资料 [2]；Credit：Mayandi Sivaguru）
一个特别具有启发性的发现是在肾结石形成的最初阶段：一开始时结石只是小小的圆形矿物微球（microspherules），类似于天然火山岩沉积物中玛瑙形成的小球体。这些矿物微球继而在肾脏组织中融合并形成更大，完美的几何晶体。正常情况下这种微小的矿物质沉积会被排出人体外，但当它们生长过快并继续形成更大的结石时，它们就无法离开肾脏，导致人体病痛，甚至在某些情况下致命。
研究人员发现，至少50%体积的结石都自然地经历了部分溶解和重结晶的多次循环过程，从而形成了一种标志性的层状晶体模式，与玛瑙、珊瑚骨架和温泉沉积物非常相似。
“看肾结石的横截面，你永远不会猜到，每一层原本都是一堆小球排列融合形成的。这是我们了解这些矿物质如何在肾脏内生长的革命性新途径，并为预防结石生长提供了特定的药物靶点。 ” 该论文通讯作者Bruce Fouke教授说。

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▲ 通讯作者Bruce Fouke教授（图片来源：参考资料 [2]）
了解肾结石的形成过程后，研究作者概述了几种可能的临床干预措施和治疗目标，从药物靶点到改变饮食或补剂，这些都可能破坏驱动肾结石形成的化学和生物级联反应。他们希望生物学研究人员和临床医生能够探索和测试这些选项。
为了进行测试，研究小组还开发了一种叫“GeoBioCell”的微流体检测盒，旨在模拟肾脏错综复杂的内部结构。该小组希望该设备不仅能加速研究，还能加速临床诊断检测和潜在疗法的评估，尤其是针对70%以上的肾结石复发患者。
“肾结石形成的过程是在自然界中看到的结石自然形成的一部分。我们将地质学、生物学和医学结合起来，一步步绘制肾结石形成的整个过程。有了这张路线图在手，我们现在可以开发出更有效、更有针对性的临床干预和疗法。 ”Fouke教授解释道， “最终我们的愿景是，每个手术室都会附设一个小的地质实验室。在那个实验室里，你可以在几分钟内对结石或结石碎片做一个非常快速的诊断，从而得知个体化的治疗目标。 ”