24h尿液成分分析在泌尿系結石診治中的臨床意義

沈毓琪 丁峰 李雪竹

摘 要 近年來，隨著人們生活方式改變及肥胖等各種慢性代謝性疾病發病率增高，泌尿系結石的發病率逐年增高。在我國，大多數泌尿系結石患者首選在外科就診。盡管外科手術能快速解除患者的急性痛苦，卻無法消除潛在的結石形成危險因素，術后復發率高，而部分結石實際上只需內科治療即可根治。24 h尿液成分分析是一種評估人機體代謝狀況的重要方法，其已被多項研究證實能用來有效地預測結石形成風險及結石成分。本文具體敘述24 h尿液成分檢測在泌尿系結石診治中的臨床意義。

關鍵詞 泌尿系結石 24 h尿液成分分析 診治

中圖分類號：R691.4； R446.12 文獻標志碼：A 文章編號：1006-1533（2019）17-0011-04

Clinical significance of 24 h urine test in the diagnosis and treatment of urolithiasis*

SHEN Yuqi， DING Feng， LI Xuezhu**

（Department of Nephrology， Shanghai Ninth Peoples Hospital， School of Medicine， Shanghai Jiao Tong University， Shanghai 200011， China）

ABSTRACT The incidence of urolithiasis has been increasing year by year in recent years with the lifestyle changes and increasing incidence of various chronic metabolic diseases such as obesity. Most patients with urolithiasis are preferred for surgical treatment in China. Although surgery can rapidly relieve the acute pain of patients， it is unable to remove potential risk factors for stone formation and has a high recurrence rate， and some stones can actually be cured only by medical treatment. Twenty-four hour urine test for urolithiasis is an important method to evaluate the metabolic status of the human body and has been proven by many studies to be able to effectively predict the risk of stone formation and stone composition. This review focus on the clinical significance of 24 h urine test in the diagnosis and treatment of urolithiasis.

KEy WORDS urolithiasis； 24 h urine test； diagnosis and treatment

隨著人們生活方式的改變以及肥胖、高血壓、糖尿病等慢性疾病發病率的增高，泌尿系結石發病率近幾十年來呈逐漸增高趨勢。一項全國性的多中心橫斷面研究顯示，我國目前泌尿系結石發病率高達6.4%，嚴重影響人們的健康并給社會帶來了很大的經濟負擔[1]。

基于傳統觀念，大多數泌尿系結石患者仍首選在外科就診。盡管近年來泌尿系結石的手術治療方法不斷得到改進，且手術治療能快速解除患者的急性痛苦如腎絞痛、泌尿道梗阻等，但其無法消除潛在的結石形成危險因素，患者術后的復發率很高，5和10年復發率分別高達50%和80% ～ 90%[2]。實際上，一些泌尿系結石如尿酸結石等只需內科治療即可根治，盲目進行外科手術治療反可能增加患者的痛苦和加重其經濟負擔。無論是內科還是外科治療，無創且能有效預測結石復發及其成分的檢測方法對預防和治療泌尿系結石均非常重要。

24 h尿液成分檢測是一種評估人機體代謝狀況的重要方法。研究表明，24 h尿液成分分析對預測泌尿系結石的發生及其成分有重要價值[3-4]，且可在結石治療過程中用來幫助評估療效，為結石預防及個體化治療提供依據。因此，歐洲泌尿外科學會和美國泌尿外科學會（American Urological Association， AUA）發表的泌尿系結石診治指南[2， 5]均推薦對高危結石患者進行24 h尿液成分檢測。本文將具體敘述24 h尿液成分分析在泌尿系結石診治中的臨床意義。

1 24 h尿液成分檢測

24 h尿液成分檢測的目標物主要包括尿液的量、pH以及尿液中鉀、鈉、氯、鈣、磷、鎂、枸櫞酸、草酸、尿酸、肌酐、尿素氮和硫酸鹽等的水平。AUA發表的泌尿系結石診治指南（以下簡稱為“AUA指南”）中指出，在應用24 h尿液成分分析評估結石患者的代謝狀況時，檢測的目標物應至少包括尿液的量、pH以及尿液中鈣、草酸、枸櫞酸、尿酸和肌酐等的水平，而進一步檢測尿液中磷、鎂、鈉、鉀、氯、尿素氮和硫酸鹽等的水平可更好地了解結石形成相關因素。

1.1 尿量

尿量是影響泌尿系結石形成的主要危險因素。尿量過低，尿液中各種成分水平升高，則結石形成的危險性提高。一項前瞻性研究提示，泌尿系結石患者的24 h尿量增至2.5 L可顯著降低結石復發率[6]。因此，AUA指南建議，泌尿系結石患者的24 h尿量應維持在>2.5 L。正常情況下，人的尿量主要取決于飲水量，故為達到理想尿量，結石患者的24 h飲水量需至少達到3 L。

1.2 尿液pH

尿液pH是泌尿系結石形成的重要影響因素，與含鈣結石如磷酸鈣結石、尿酸結石和鳥糞石等的形成均有關[7-9]。正常情況下，人的尿液pH為5.7 ～ 6.3。導致尿液pH過低的原因包括飲食酸負荷過多（如高蛋白飲食）、長期腹瀉所致堿性物質丟失和一些代謝綜合征等；導致尿液pH過高的原因則包括長期素食、服用堿性補充劑、腎臟尿液酸化功能障礙（如腎小管酸中毒）和泌尿道感染時細菌產生尿素酶等。尿酸結石易在尿液pH<5.5時形成，磷酸鈣結石易在尿液pH>6.5時形成。因此，尿液pH維持在5.5 ～ 6.5最為合適[10]。尿液pH也可用隨機尿液檢測，但因其在24 h的不同時點有所變化，故一次隨機尿液pH不足以反映患者的代謝狀況，需在24 h的不同時點多次檢測隨機尿液pH或檢測24 h尿液pH。

1.3 尿鈣

研究證實，高尿鈣是腎結石形成的危險因素[4]。在含鈣結石患者中，30% ～ 60%的患者存在高尿鈣，高尿鈣是此類患者尿液成分檢測中最常見的異常[11]。高尿鈣的定義為：對男、女性個體，24 h尿鈣水平分別>300、>250 mg/d[或者對任意性別的個體，24 h尿鈣水平> 4 mg/（kg·d）][12]。根據此定義，24 h尿鈣水平有一定的正常范圍，但對導致結石形成或復發的尿鈣水平范圍，目前仍不確定。實際上，在24 h尿鈣水平<250 mg/d時，隨著尿鈣水平升高，結石形成或復發率已開始增高[4]。因此，有研究提議，為降低泌尿系結石的發生率，應將尿鈣水平控制在<125 mg/L[13]。

導致高尿鈣的原因包括腸道鈣吸收增多、腎臟鈣重吸收減少和骨鈣重吸收增多，其中以腸道鈣吸收增多為最常見原因[14]。明確高尿鈣的病因后，在制定治療方案時還需綜合考慮24 h尿液成分檢測的其他結果及血清學相關指標情況。例如，若患者同時合并尿鈉和尿素氮水平升高，則提示患者鈉和蛋白質攝入過多，需控制飲食中鹽和蛋白質的攝入量。一項前瞻性研究顯示，低鹽、低動物蛋白飲食可顯著減少24 h尿鈣排泄[15]，這與尿鈉排泄及酸負荷過多導致的腎小管鈣重吸收減少有關。此外，酸性條件下也有更多的鈣由骨轉移至血液。需予指出的是，盡管該研究顯示低鈣飲食亦能顯著降低24 h尿鈣水平，但由于腸道中與草酸結合的鈣的水平降低，故會導致尿草酸水平升高，最終使得結石復發率增高。還有，高尿鈣患者多合并骨質疏松癥。因此，臨床上并不推薦高尿鈣患者改用低鈣飲食。再如，噻嗪類利尿藥可減少尿鈣排泄，降低尿鈣水平。但若高尿鈣患者同時合并高尿磷以及存在血清磷水平偏低和活性維生素D水平升高，則會由于病理性的腎臟磷排泄增多，反饋性地刺激活性維生素D生成，從而使腸道磷吸收增多，并同時使腸道鈣吸收增多，最終導致高尿鈣。此類高尿鈣由維生素D依賴性腸道鈣吸收增多引起，使用噻嗪類利尿藥治療無效，補磷才是正確的治療方法。

總之，低鹽、低動物蛋白飲食是最便捷、經濟的降低尿鈣水平方法。若以此無法完全糾正高尿鈣，則可考慮使用噻嗪類利尿藥進行治療。不過，仍需考慮24 h尿液成分檢測的其他結果及血清學相關指標情況，明確患者病因，進行個體化治療。

1.4 尿草酸

草酸鈣是泌尿系結石的最常見成分，約70%結石的主要成分為草酸鈣，而高尿草酸是草酸鈣結石形成的主要危險因素之一[13]。由于尿液中鈣與草酸水平之比較高，故尿草酸水平輕度升高即會顯著提高草酸鈣結石的發生率。高尿草酸是指24 h尿草酸水平>40 mg/d。但研究表明，當24 h尿草酸水平還低于此數值時，結石形成風險已隨尿草酸水平升高而顯著提高，故為降低草酸鈣結石發生率，建議將24 h尿草酸水平控制在<25 mg/d[4， 16]。

人體中的草酸主要來源于飲食以及體內乙醛酸鹽、維生素C等的代謝產物[17]。草酸含量高的食物和飲料攝入過多、腸道草酸吸收增多、體內草酸代謝異常均可導致高尿草酸。草酸含量高的食物和飲料包括菠菜、堅果、茶和咖啡等，高尿草酸患者應限制攝入此類食物和飲料。此外，維生素C在體內會分解為草酸，過多攝入或使用維生素C含量高的食物或補充劑也可導致高尿草酸，從而提高泌尿系結石形成風險[18-19]。因此，高尿草酸患者應同時限制攝入或使用維生素C含量高的食物或補充劑。研究顯示，胃腸道吸收障礙如炎癥性腸病和胃旁路減肥術后患者發生泌尿系結石的風險較健康者高[13， 20]。此類患者的腸道由于不能正常吸收脂肪酸，導致腸道內鈣與脂肪酸的結合增多而與草酸結合的鈣量減少，進而使得尿液中的游離草酸排泄量增多。所以，應建議此類患者堅持低脂肪、低草酸、正常鈣（1 000 ～ 1 200 mg/d）飲食，并適當補充鈣劑。使用考來烯胺、益生菌及一些自草酸桿菌屬提取的酶也可能改善此類患者腸道中草酸的代謝，減少機體對草酸的吸收[13]。此外，一些遺傳性疾病會引起肝臟草酸相關代謝途徑異常，亦可導致高尿草酸。對這些患者，補充維生素B6能改善他們的肝臟草酸代謝，從而改善高尿草酸程度[17]。

1.5 尿枸櫞酸

枸櫞酸鹽是人尿液中自然存在的一種抗酸成分，其不僅可與尿液中的鈣結合而減少草酸鈣和磷酸鈣的生成，還可通過直接阻止結晶成核而減少泌尿系結石的形成[10， 21]。關于24 h尿枸櫞酸的正常水平，國外研究報告在320 mg/d左右[13]，但國內健康人群的此指標值卻偏低，可能與飲食習慣有關[22]。引起尿枸櫞酸水平下降的原因包括代謝性酸中毒和飲食中酸負荷過大，這些均會導致腎小管對枸櫞酸鹽的重吸收增多。此外，一些疾病如腎小管酸中毒、慢性腹瀉以及長期使用碳酸酐酶抑制劑治療的患者也可出現低尿枸櫞酸。

若飲食評估提示患者低尿枸櫞酸是由其飲食中酸負荷過多所致，建議患者首先進行飲食調整，即多食蔬菜、水果，減少非乳制品動物蛋白的攝入。對飲食調整后仍無法糾正的低尿枸櫞酸，可適當使用枸櫞酸鹽治療。在枸櫞酸鹽中，相比枸櫞酸鈉，推薦選用枸櫞酸鉀，因為鈉負荷過多會導致尿鈣排泄增多，這也會提高結石形成風險[5]。通常，應將含鈣結石患者的尿枸櫞酸水平控制在300 mg/L左右，即約為600 mg/d；對尿酸結石患者，在飲食調整或再加用枸櫞酸鹽治療后，其24 h尿pH需控制在6.5 ～ 7[13]。

1.6 尿尿酸

尿酸是人體中嘌呤代謝的最終產物，健康男、女性的24 h尿尿酸水平約分別為800和750 mg/d[23]。引起尿尿酸排泄增多的原因包括豬肉、牛肉、海產品、動物內臟等高嘌呤食物攝入過多以及腫瘤細胞壞死釋放大量嘌呤、使用羥苯磺胺等藥物治療導致尿尿酸排泄過多等。盡管某些研究認為高尿尿酸與結石形成無關[4]，但更多的研究證實，高尿尿酸也是草酸鈣結石形成的危險因素。尿酸微結晶可充當核心，誘導草酸鈣結晶并聚集成結石[24]。對存在高尿尿酸的草酸鈣結石患者，建議其堅持低嘌呤飲食；若此仍無法糾正高尿尿酸，可再使用別嘌醇治療以減少尿尿酸排泄，研究證實對減少結石復發有效[5， 25]。需指出的是，尿酸結石的形成主要受尿液pH影響。因此，如前所述，治療尿酸結石時最重要的是控制尿液pH，而非減少尿尿酸排泄。

1.7 其他

尿鈉通過影響尿鈣排泄而影響結石形成；尿硫酸鹽及尿素氮水平反映患者的蛋白攝入量；尿磷在堿性尿液時參與磷酸鈣結石的形成；尿鉀可作為枸櫞酸鉀治療依從性的可靠指標；低尿鎂是結石形成的危險因素[4]。因此，為更充分地評估患者的代謝狀況及結石形成風險，24 h尿液成分檢測應同時包括上述目標物水平檢測。

需指出的是，應用24 h尿液成分檢測來評估患者的代謝狀況有賴于患者在正常飲食及活動狀態下準確地留存24 h尿液，而大多數患者留存24 h尿液均在院外完成，這就要求患者依從性良好。因此，找到一項能可靠評估尿液留存準確性的指標十分重要。肌酐是人體肌肉的代謝產物之一，只要肌肉質量不變，肌酐的日生成量便會保持穩定，故尿肌酐排泄量可用作為評估24 h尿液留存充分性的可靠評估指標。男、女性的日尿肌酐排泄量約分別為18 ～ 24和15 ～ 20 mg/kg[10]。若24 h尿肌酐水平在此范圍內，說明尿液留存充分，可用于評估患者代謝狀況，進而評估其結石形成的危險因素。此外，由于24 h尿液留存對患者的依從性要求較高，所以曾有研究者提出用隨機尿液成分分析來替代24 h尿液成分分析，但相關研究表明，隨機尿液成分檢測與24 h尿液成分檢測結果間的相關性并不好[26]。在用于結石患者代謝狀況評估方面，隨機尿液成分分析不能替代24 h尿液成分分析。

2 尿液主要成分的過飽和度

如上所述，多種尿液成分均會影響泌尿系結石的形成，但以單一的尿液成分檢測結果卻很難預測結石形成及其成分。因此，需有并用一種可靠的方法來綜合分析24 h尿液成分，幫助預測結石形成及其成分，從而指導結石的預防和治療。

過飽和度是指某種物質在溶液中的質量濃度超過其溶解度，是結石形成的促進因素。過飽和度不僅與質量濃度有關，還需考慮溶液中各成分間的相關理化作用。目前已有用于尿液成分過飽和度計算的軟件，如EQUIL、JESS等[27-29]。先進行24 h尿液成分檢測，包括尿液的量、pH以及尿液中鉀、鈉、氯、鈣、磷、鎂、枸櫞酸、草酸、尿酸、肌酐、尿素氮和硫酸鹽的水平，隨后輸入檢測結果，軟件就會計算尿液中幾乎所有結石相關主要成分的過飽和度，并對特定成分結石的形成風險作出預測。研究證實，應用24 h尿液成分檢測和EQUIL、JESS等軟件能準確地預測結石形成或復發風險以及結石的成分[3， 30-31]。

結石的成分多種多樣，其中常見的有草酸鈣、磷酸鈣和尿酸結石等。近年來，研究者提出了一些新的尿液成分分析公式，這些公式相較傳統的過飽和度計算方法，可減少檢測的尿液成分數量，降低檢測成本，但仍能預測常見成分結石形成的風險。例如，Robertson[32]提出的公式僅需24 h尿液的量、pH以及尿液中鈣、鎂、草酸、枸櫞酸、尿酸的水平，即可預測尿酸、草酸鈣、磷酸鈣、草酸鈣-尿酸和磷酸鈣-尿酸這些常見成分結石形成的風險，精確度高達90%。此外，也有研究者提出了基于隨機尿成分檢測結果的結石形成風險預測公式，但可靠性還待證實[33]。

3 結語

綜上所述，24 h尿液成分反映了泌尿系結石患者的代謝狀況，對其進行檢測及分析，可預測結石形成風險及結石成分，從而指導結石治療并可用于評估療效。因此，盡管24 h尿液的留存及其成分檢測過程稍顯繁瑣，但在泌尿系結石診治方面具有重要價值，需在結石的初次確診及治療過程中反復多次進行。

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