尿酸结石是临床上常见的非含钙结石之一,其在病因学、临床表现及治疗等方面都有自己的特点。尿酸结石在尿路结石中所占的比例,国外报告为10%~15%,国内报告为14%~24%。发病率仅次于草酸钙结石。
一、病因
成人人群中尿酸结石发病率为1‰。痛风病人结石很常见。大量人群调查证明,尿酸结石与高尿酸学明显相关,不管是否有痛风症状。痛风病人常在形成结石很久以后才有关节症状。 尿尿酸水平是一个重要因素。 每天尿尿酸排泄大于700毫克。
尽管尿酸结石形成与高尿酸血或高尿酸尿明显相关,但其他因素如环境因素亦起重要作用。在以色列70%的痛风病人有结石形成,推测与干热气候有关。 所谓特发性尿酸结石病人常排泄酸性尿而有利于尿酸沉淀。回肠造瘘术后病人因体液及矿物质而排泄浓缩的酸性尿,致尿酸结石形成的危险增加。
尿酸结石流行病学特点包括四个方面:①尿酸结石是一个古老的疾病,早在埃及木乃伊中就已发现。另外,尿酸结石分布很广,世界各地都有报告。②有结石高发区即尿酸结石区。③结石形成部位转移,过去是膀胱尿酸结石为主,而目前则以上尿路( 肾和输尿管)结石为主。这种部位改变同含钙结石相类似,但机制不清。 结石没有形成地区的转移。④尿酸结石发病率在同一地区和特殊的社会阶层亦有波动,如与贵族痛风有关的结石及战后德国发病率升高。
(一)高尿酸尿的原因
引起高尿酸尿的原因很多,如摄入嘌呤前体过多、内源性尿酸合成增加及肾脏重吸收减少等。
1.高嘌呤饮食 高嘌呤食物代谢的最终产物是尿酸,经尿中排泄。 高嘌呤食物包括动物内脏、海产品、豆角及花生等。
2.痛风 痛风病人中的22%有尿酸结石形成。 成石机制主要是高尿酸血和低尿pH,后者可能起更重要作用,因为结石常复发的痛风病人并无高尿酸尿。
尿酸是人体内嘌呤类化合物分解代谢的最终产物。当无嘌呤膳食时,随尿排出的尿酸量是恒定的,这是因为体内嘌呤的合成与分解速度处于相对稳定状态,所以尿酸的生成与排泄速度也较恒定。正常人血清中尿酸含量,男性平均为5.7毫克/分升,女性平均为4.3毫克/分升。当血尿酸水平男性超过7.0毫克/分升 、女性超过6.5毫克/分升时,即为高尿酸血。痛风是高尿酸血的一种类型,临床上以发作性关节疼痛、关节炎、关节变形、肾脏损害、痛风结节和尿酸结石形成等为主要表现。一般男性多于女性,但在发病年龄的分布上,可有显著的性别差异。从各种资料看,都已充分证实具有遗传倾向。
痛风可分为两大类:原发性和继发性痛风。原发性痛风常有家族性,主要是由于体内嘌呤合成过多,以致于产生过量的尿酸。至于嘌呤合成过多的原因往往具有特定酶异常。如伴谷胱甘肽还原酶活性亢进的痛风、磷酸核糖焦磷酸(PRPP)合成酶活性亢进所引起的痛风、PRPP-酰胺转移酶异常的痛风、次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺陷、腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT) 缺陷而引起的高尿酸血等。
3.恶性肿瘤 起因于恶性肿瘤的严重高尿酸尿最常见原因是骨髓增生症和慢性粒细胞性白血病。急性白血病尤其是儿童也是一个重要原因。化疗可使尿尿酸突然增加,由于尿酸大量沉淀引起尿路或肾内梗阻。
4.促尿酸排泄药物 尿酸是由肾小管滤过,由近曲小管再吸收。 丙磺舒则可抑制尿酸再吸收,而致尿尿酸增加。
(二)尿酸结石分类
根据血尿酸水平,大多数学者将尿酸结石病人分为两组即伴高尿酸血和正常尿酸血的尿酸结石。有人进一步将尿酸结石分为四类;
1.特发性尿酸结石 这类病人无高尿酸血,亦无高尿酸尿, 主要生化异常是持续低尿pH,餐后减潮消失。此类病人还包括慢性腹泻、回肠造瘘术后及服用酸化尿液药物治疗的病人。
2.伴高尿酸血的尿酸结石 此类结石提示存在先天性代谢异常,如 Lesch-Nyhan综合征。另外, 骨髓增生或其他恶性疾病而引起的内源性尿酸增加亦属此类。
3.过量水份丢失而形成的尿酸结石 这可由于过量出汗或因胃肠疾病而使体液大量丢失。
4.服用促尿酸排泄药物(丙磺舒等)或过量摄入高嘌呤食物(动物内脏、沙丁鱼)而引起的尿酸结石。
二、成石机制
尿酸是一种弱有机酸,在溶液中尿酸以两种形式存在即相对不溶的游离尿酸和相对溶解的尿酸盐。尿pH决定这两种形式的比例。pKa值5.75时, 此时尿酸离子一半以游离酸存在,另一半则为尿酸盐。pH升高,尿酸则转变为易溶于水的尿酸盐。尿酸的溶解度随尿pH升高而增大。尿pH5.0时,尿酸溶解度为60毫克/升;pH6.0时为200毫克/升;pH7.0时则为1580毫克/升。因此,当尿pH降低(尿酸溶解度降低)和尿尿酸浓度增加(尿尿酸排泄增加或尿量减少)时, 可导致尿酸结石形成。正常人每天尿酸排泄约400毫克,尿量1升余。因此,尿中尿酸常处于过饱和状态。值得庆幸的是尿pH在不断变化,一般不形成尿酸结石。
(一)持久酸性尿
正常人尿pH不断变化,尤其在白天,如餐后碱潮,尿pH可达6.5以上。正常人全天尿中酸或氨的量有明显变化,两者代表酸的排泄。 肾脏酸排泄有两种方式。一般体内氧化过程引起过量酸产生。因此,普通人尿中含有更多的游离酸,故尿pH较血pH低近1个pH单位,即6.4。摄入酸性食物、环境变化或患有其他疾病如呼吸系统疾病、心脏病等可引起尿pH明显变化。这些疾病可引起尿量减少和尿pH降低。尿酸结石病人尿pH多低于6.0,常固定在5.0。
(二)低尿量
尿酸结石病人尿量常较少,或因胃肠丢失而慢性脱水, 或因职业原因而高温作业,或居住地气候炎热等。
(三)高尿酸尿
尿酸的排泄包括三个过程, 即肾小球的滤过和肾小管的分泌与再吸收。尿酸是体内嘌呤代谢的终末产物,在血浆中以尿酸钠的形式存在,正常血清尿酸浓度男性为(4~7)毫克/分升,女性为(3~6.5)毫克/分升。经肾小球滤过的尿酸能被肾小管再吸收,而肾小管又能分泌尿酸。尿酸的再吸收部位主要在肾近曲小管,它的转运机制比其它物质要复杂得多。尿酸转运的方式可能有 5种,但目前尚有争议。事实上无论哪种转运方式,都涉及到尿酸的转运具有重吸收后再分泌的特点。当尿酸在肾小管转运发生障碍时,就引起尿中尿酸增高,即高尿酸尿。
三、临床特点
1.尿酸结石发病缓慢,病史较长,可因慢性泌尿系感染、肾功能不全就医。 肾尿酸结石可合并肾小管内尿酸沉积、损害肾功能并继发间质性肾炎,使病情复杂化。
2.尿酸结石的发病高峰年龄较大,在41~60岁, 而含钙结石的发病高峰年龄在21~40岁。
3.约25%病人有痛风发作史,可发现痛风结节和关节畸形。 但痛风与肾尿酸结石的发病先后不定时间亦可相隔多年。
4.有典型的肾绞痛和血尿病史,但纯尿酸结石在X线平片上不显影,而做 B超或CT检查可明确诊断。较大尿酸结石在肾盂造影片上所见与肾盂占位性病变相似,需加以鉴别。如尿酸结石合并草酸钙或磷酸钙成分而形成混合结石,则在 X平片上可见结石阴影;若尿酸结石外围以含钙成分则呈中心透光区。
5.排石史相对常见, 纯尿酸结石为黄色或浅棕色尿中亦可有鱼卵样棕色砂石。
6.40%~50%的病人有家族性尿酸结石病史。
7.结石常为多发性,更易形成鹿角状结石。
8.膀胱结石多见于小儿,表现特点为排尿困难、拽拉阴茎, 有时发生尿潴留。老年男性膀胱尿酸结石多数合并前列腺增生等尿路梗阻病变。
9.好发于原发性痛风、骨髓增生性疾患、回肠或结肠造瘘术后、 慢性腹泻及服用酸性药物和促尿酸排泄药物等。对于这些情况,应测24小时尿尿酸浓度及pH值,以确定尿尿酸的饱和度。
四、检查方法
1.X线检查 包括平片、静脉肾盂造影和CT检查。纯尿酸结石在平片上不显影;较大结石在造影片上显示充影缺损;CT片可明确诊断,CT值为500Hu左右。
2.B超检查 若B超检查发现结石,但平片上结石不显影, 一般可诊断为尿酸结石。
3.尿液检查 ①尿pH 用pH计或pH试纸测尿pH值。一般pH<6.0,大多为5.5或5.5以下。②尿沉渣检查 可见尿中细胞脱落较多,有成片上皮细胞剥落, 成簇状排列的核异常细胞、粘蛋白增多,有尿酸结晶,偶见上皮细胞内有结晶。
4.血和尿尿酸测定 正常24小时尿尿酸排泄量为400~700毫克。若超过700毫克/24小时即为高尿酸尿。若要进一步检查,应进入代谢病房, 严格限制嘌呤饮食前后测定尿酸水平。高尿酸血占54.2%、高尿酸尿占41.7%、 两者均高于正常者占16.7%。
5.结石分析 方法有化学定性、偏光显微镜、红外光谱分析等。 常用的是化学定性法:取少量结石粉末于试管中,加入几滴10%碳酸钠,混匀后再加入1毫升磷钨酸试剂。立即出现蓝色为阳性。注意:比色法不能区分尿酸和2,8-二羟腺嘌呤。
6.酶学检查 在特殊实验室中测定酶活性,以确定嘌呤代谢的先天异常。
五、诊断
尿酸结石的最后诊断依靠自排石或手术取出结石的成分分析,这有二种情况:①纯尿酸结石;②以尿酸为主或以尿酸为核心的混合结石。高尿酸尿性草酸钙结石不属此列。当无结石进行分析时,可根据临床表现和实验室特点旁证诊断(表8)。
表8 尿酸结石的诊断
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确诊
结石分析──纯尿酸结石和混合尿酸结石
提示
临床方面
痛风
家族痛风和/或尿酸结石史
特异临床疾患
I型糖原贮积病──葡萄糖磷酸酶缺乏
神经病学疾患──次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶缺乏
核苷酸代谢增加──骨髓增生性疾患、溶血、化疗和放疗
本身或家族其他结石史
饮食史:高热量、高嘌呤饮食;液体摄入不足
药物史:促尿酸排泄药、大剂量维生素C
流行病学:尿酸结石区
实验室检查
结石透X线
低尿pH
高尿酸尿
尿酸结晶尿
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尿酸结石容易误诊。孙昌惕教授将临床诊疗错误病例归纳为5种类型:①因结石不显影,尿路造影发现充盈缺损而误诊为肾盂或输尿管肿瘤。②有排棕色砂石史,但未引起注意。因尿素氮高而误诊为慢性肾炎、氮质血症。③只满足尿路感染的诊断不进一步寻找病因。④痛风病人误诊为风湿性关节炎。⑤明确为尿酸结石但未能坚持系统的治疗。因此,对于那些临床表现不典型的肾盂、输尿管充盈缺损或肾炎、慢性肾盂肾炎以及其他原因不明的血尿应除外尿酸结石。对于有尿排结石史或典型肾绞痛病史,但X线平片上未见阳性结石者,应做尿路造影、B超或CT检查。造影片上显示充盈缺损;B超显示尿路内强光团和其后声影;CT 则可肯定地显示结石密度明显高于周围脂肪组织而得以确诊,CT值为500Hu左右。同时还应进行血和24小时尿及结石化学成分分析以明确诊断。
六、治疗
高尿酸尿、尿量不足和持久性酸性尿是促发尿酸结石形成的因素,而逆转上述三个因素是防治尿酸结石的基础。故尿酸结石的治疗原则是摄入大量液体、碱化尿液、限制嘌呤饮食和抑制尿酸合成(表9)。药物治疗的目的是减少尿酸过度生成,提高尿pH而增加尿酸的溶解度。常用药物是别嘌呤醇、枸橼酸钾或碳酸氢钠等。
表9 尿酸结石的内科治疗
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大量液体摄入:使尿量≥2000毫升
限制嘌呤饮食:避免动物内脏及海产品;限制某些蔬菜如菠菜、豆类等
碱 化 尿 液:碳酸氢钠、枸橼酸钾等
抑制尿酸合成:别嘌呤醇
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(一)增加液体摄入
尿酸结石病人多有尿量不足。 大量液体摄入可使尿量增加,尿尿酸饱和度降低,减少尿酸沉淀,促进小结石排出,也有利于感染尿的引流。一般要求每日尿量2~3升。
(二)饮食控制
为降低尿尿酸,应采取低嘌呤饮食即严格限制鲜肉、鱼、 禽类及肝肾胰等动物内脏的摄入,白菜、胡桃和栗子也应减少。禁饮烈性酒,因其可加重高尿酸血。酸化尿液的饮料如可口可乐、啤酒等应限制。
(三)碱化尿液
利用药物碱化尿液是溶解和预防尿酸结石的关键。 尿液碱化时,不易溶解的尿酸转化为易溶解的尿酸阴离子。当尿pH接近7.0时,不仅可溶解尿酸结石,而且可防止结石复发。但铵的尿酸盐例外,其性质与感染性结石相似。
1.碱化尿液治疗尿酸结石的机制 碱化尿液是溶解和预防尿酸结石的关键。尿酸是一种弱有机酸,pKa为5.5。在溶液中尿酸以两种形式存在即相对不溶的游离尿酸和相对溶解的尿酸盐离子。尿pH决定着这两种形式的比例。pH升高,尿酸则转变为易溶于水的尿酸盐离子。例如,尿酸的溶解度随尿pH升高而增大。尿pH5.0时,尿酸溶解度为60毫克/升;pH6.0时则为200毫克/升;pH7.0时为1580毫克/升。由此可见,尿液碱化时,不易溶解的尿酸转化为易溶解的尿酸阴离子。当尿pH接近7.0时,不仅可溶解尿酸结石,而且可防止结石复发。但尿酸铵结石例外,其性质与感染性结石相似。
2.碱化尿液的方法 包括口服和静脉法2种。
(1)口服法 这是最简便易行的方法,病人完全可以在门诊治疗。 门诊病人应学会自己测定尿pH值并随时调整碱化药物的剂量。常用药物有碳酸氢钠、枸橼酸钾和枸橼酸酸合剂等。理想的尿pH应保持在6.5~6.8之间。不可过度碱化,否则可在尿酸结石表面形成磷酸盐外壳从而阻止其进一步溶解。另外,还应告诉病人,因结石变小而下降至输尿管时可引起完全梗阻。
碳酸氢钠片 优点是携带方便、价格低廉。但长期口服可引起上腹部胀痛、暖气,可增加尿钾排出。高血压及心脏病病人长期服用,可因钠潴留而加重病情。治疗时间较长,多需3~12个月。一般剂量每日6~8克,分四次口服,使尿液 pH维持在6.5~6.8。为减少碳酸氢钠的用量,有人推荐加用乙酰唑胺为辅助药。乙酰唑胺是碳酸酐酶抑制剂,能减少肾小管H+的分泌和增加HCO3-的分泌, 从而导致尿液碱化并有利尿作用。具体用法为碳酸氢钠每日4~6克,乙酰唑胺每日 500~750毫克,分次口服,即可达到理想的尿pH值,水钠潴留不再出现。 但乙酰唑胺可引起低枸橼酸尿和高钙尿,故有形成含钙结石的危险
枸橼酸合剂 组成成分为枸橼酸40克、枸橼酸钠60克、枸橼酸钾60克和橙皮浸膏6克,单糖浆加水至600毫升。每日三次,其量要足以维持尿pH在6.5~6.8之间。
枸橼酸钾 1985年7月,美国食品药物管理局(FDA)批准枸橼酸钾作为单味药来治疗远端型肾小管酸中毒、低枸橼酸尿性草酸钙结石、尿酸结石及轻中度高尿酸尿性含钙结石。
推荐尿酸结石病人常规应用枸橼酸钾,每日6~8克,分三次口服,维持尿pH在6.0~6.8,同时使尿中的枸橼酸维持在一个稳定、较高的有效浓度, 而且片剂的效果比液体更好。枸橼酸钾增加了肾对枸橼酸的排泄是由于抑制了肾小管对枸橼酸的吸收,并不是滤过负荷的增加。可见确切的枸橼酸钾剂量取决于不同的病人,可根据尿中枸橼酸来调整。长期应用无明显副作用,偶有胃肠道不适。肾功能不全者慎用。
有报道,枸橼酸钾优于枸橼酸钠。有人认为枸橼酸钠不能防止尿酸结石病人发生含钙结石。枸橼酸钠可以使尿pH升高,尿酸溶解度增大,同时大量钠离子从尿排出,会形成单钠尿酸盐,尿中草酸钙等钙盐易附着其上而形成结石。枸橼酸钾同样使尿pH值升高致尿酸溶解度增加,大量钾离子从尿中排出形成单钾尿酸盐,但尿酸钾的溶解度极高;再因无大量钠离子排出,尿中尿酸钠形成减少,在尿液中仍保持非饱和状态,抑制了草酸钙等结石的形成。因此,枸橼酸钾在预防尿酸结石及含钙结石方面明显优于枸橼酸合剂和碳酸氢钠。
此外,枸橼酸钾同枸橼酸合剂相比还有以下优点:①片剂不含糖,适宜于糖尿病病人。实际上6~15%尿酸结石病人患有糖尿病,;②较少引起胃肠道不适症状;③携带方便及包装卫生等。
(2)静脉法 若期望迅速溶解尿酸结石,可用静脉法碱化尿液,但病人应住院治疗。静脉法碱化尿液一般均采用连续数天静脉滴注法。常用药物是5%碳酸氢钠溶液和1/6M乳酸钠溶液(含钠167mEq/L),后者应用较多,效果满意。
乳酸钠是一种消旋盐,左旋形式氧化成碳酸氢盐,右旋形式则转变成糖原。钠盐具有中和酸的作用,糖原则具有抗生酮效应。1/6M乳酸钠溶液是等张的,以正常方式代谢时,1升溶液中和酸的能力相当于5%碳酸氢钠溶液340毫升;抗生酮能力相当于3%葡萄糖1000毫升。乳酸钠在1~2小时内就可完全转化为碳酸氢盐。以40~120毫升/小时的速度输注1/6M乳酸钠溶液,3~4小时内尿pH即可维持在7.0~7.5左右,有利于尿酸结石溶解。因短期内输入大量碱性溶液及增加钠负荷,应密切监测血电解质、尿pH、血压及心脏功能状态,防止高血压、充血性心衰、高钠血症及水肿等并发症。不时地应用利尿剂和补充钾是有益的。有人报告8 例输尿管尿酸结石病人以125毫升/小时速度连续滴注1/6M乳酸钠溶液2~5天后,结石在3~10天消失。另有人报告14例(肾结石10例,输尿管结石4例),溶石成功12例,失败的2例行开放性肾切开取石术,结石成分为尿酸和尿酸钠。 谷现恩首先在国内应用此法治疗尿酸结石,取得了很好的效果。B超检查结石消失或放射学证明透光性负影消失,梗阻解除后,停止输入乳酸钠。
一般认为,口服和静脉溶石法最适宜于尿酸结石不伴梗阻或仅有部分梗阻且无明显肾积水及尿路感染者。对于有顽固的尿素分解细菌感染伴碱性尿以及结石导致梗阻性无尿或少尿病人不宜做全身碱化治疗。
(四)抑制尿酸合成
正常血尿酸应少于6.5毫克%,24小时尿尿酸应少于750毫克。控制高尿酸尿及可能存在的高尿酸血,首先应采用饮食控制,避免高嘌呤饮食。如饮食控制的效果欠佳,则需采用别嘌呤醇治疗。因为多数尿酸结石病人限制饮食后,尿尿酸可恢复正常,故不必常规应用别嘌呤醇。别嘌呤醇只用于严重高尿酸尿和/ 或伴有高尿酸血的病人。应用别嘌呤醇抑制尿酸合成,从而降低尿中尿酸的浓度。
别嘌呤醇是黄嘌呤氧化酶抑制剂,阻断次黄嘌呤向黄嘌呤及黄嘌呤向尿酸的转化过程。和尿酸相比,次黄嘌呤和黄嘌呤在尿中的溶解度较高,罕见产生结石,但黄嘌呤大量排泄时亦可形成黄嘌呤结石。别嘌呤醇的另一作用方式是抑制核苷酸合成,最终导致尿酸生成减少。尿中尿酸浓度降低有助于防止尿酸结石形成。
口服别嘌呤醇后迅速吸收,2/3在肝脏经黄嘌呤氧合酶代谢为羟基嘌呤,后者经肾脏排泄。半衰期为2~3小时,在肾功减退的病人亦很有效。别嘌呤醇剂量应根据血清尿酸及24小时尿尿酸水平而决定。一般为每天300毫克。
别嘌呤醇的常见副作用为皮疹伴寒战发烧,还可诱发急性痛风等。因为别嘌呤醇可能有致畸作用,故禁用于妊娠或哺乳期妇女。
(五)局部灌注溶石法
尿酸结石治疗因为口服法溶石效果良好,故灌注法溶石仅限于①手术后残余结石(术中已放置肾造瘘管);②伴有严重尿路梗阻;③结石较大较多、分散在多个部位;④有严重心肾疾病不能耐受钠钾负荷者。但此法痛苦,常有继发尿路感染的可能。
局部灌注溶石法常用的药物是1%~1.8%碳酸氢钠和三羟甲基氨基甲烷(氨基丁三醇)溶液。 经输尿管导管注入药物3~7天尿酸结石可完全溶解。有人报告 2 例肾尿酸结石, 经冲洗氨基丁三醇溶液结石全部溶解。体外研究证明,氨基丁三醇优于碳酸氢钠,氨基丁三醇—E(pH10. 5)比氨基丁三醇(pH8.6)更有效。但因氨基丁三醇—E对组织刺激性大,宜用氨基丁三醇溶液。谷现恩首创用三乙醇胺溶解肾尿酸结石获得成功。
附1:黄嘌呤尿
黄嘌呤尿是一种常染色体隐性遗传的嘌呤代谢率乱。由于缺少黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤不能转化为尿酸而发生黄嘌呤尿。临床上很少见,临床表现为血和尿尿酸降低,尿中黄嘌呤增多,以致形成黄嘌呤结石。黄嘌呤结石透明平滑、紫黄色,质软。治疗原则为大量饮水和碱化尿液。
附2:2,8-二羟腺嘌呤尿
2,8-二羟腺嘌呤尿由腺嘌呤磷酸核糖转换酶(APRT)缺陷所致,为常染色体隐性遗传。2,8-二羟腺嘌呤在尿中几乎不溶解,故可形成结石。此种结石很少见。过去认为结石只见于纯合子病人,但最近有人报告一例杂合子病人伴发尿路结石形成。尿液分析显示许多圆结晶。2,8-二羟腺嘌呤结石色灰蓝,易碎,用普通结石分析方法不易与尿酸结石区分,故易误诊。用紫外线、红外光谱分析或X线衍射可以确诊。治疗措施为低嘌呤饮食和口服别嘌呤醇。