撰文╱巴拉斯 翻譯╱涂可欣
醫學研究人員首度描繪出腎結石完整的形成過程，這要歸功於地質學所提供的洞見。結合地質學知識、最尖端的顯微工具和能在實驗室形成腎結石的儀器，研究人員正探究停止或減慢結石形成的新方法。
讓人疼痛難忍的結石病，肇因於腎臟裡的尿液產生了一些凹凸不平的礦物質結晶，結石病影響約1/10美國成年人，而且人數穩定增加，尤其是女性和青少年族群。未參與這項新研究、美國德州大學西南醫學中心主治結石病的泌尿科醫生帕爾勒說：「不管對個人或醫療體系來說，結石病都是常見、大傷元氣且所費不貲的疾病。更糟的是它會復發，如果你發生過一次，有一半的機率很快會再發作。」
約在10年前地球生物學家佛克把顯微鏡的鏡頭從珊瑚礁轉向腎結石。他與梅約醫院及伊利諾大學香檳分校的生物學家和醫生合作，佛克發現，腎結石與自然界許多岩石的形成有相似之處：形成過程都不是一次到位，而是經過多次部份溶解再結晶的過程。與佛克合作的西北大學醫學院泌尿科醫生克蘭貝克說：「那時我們才意識到，結石狀態是動態的，它有溶解階段，或許能藉由溶解階段來治療結石。」
克蘭貝克說，研究腎結石的形成基本上沒有合適的實驗動物或模型，於是研究團隊開發了地質生物盒（GeoBioCell）這項新設備，它能模仿腎臟複雜的內部結構，科學家可藉由它來測量影響結石生長的因子和各因子的關聯，包括腎臟細胞的活性，以及尿液的微生物群系、化學和流動，改變任何一個因子都會對結石的生長和溶解有不同效應。
研究人員在今年5月的《自然評論．泌尿學》總結了近期研究結果，他們主要利用地質生物盒來研究草酸鈣（calcium oxalate）晶體的生長，因為約70%的腎結石為草酸鈣。在佛克進行初步研究之前，一般認為這類結晶幾乎不可能溶解，但佛克和同事發現這些結石在人體內確實會部份溶解然後再結晶。他們現在利用地質生物盒更精確地檢查結石的形成方式，希望找到能啟動或延長溶解階段的藥物。
此外，他們還利用地質生物盒測試包括與骨骼相關的骨橋蛋白（osteopontin）等各種蛋白質能否做為注射藥物，進而抑制結石形成，並調查特定微生物和微生物群系對結石形成的影響。
帕爾勒評論，這些研究有非常大的潛力，讓科學家得以找出腎結石形成過程中，能夠以藥物或者其他方式來介入的目標機制，而這也能夠幫助醫生預測、並且治療結石的復發。
本文取自《科學人》雜誌2021年10月號，更多的內容歡迎閱讀《科學人》雜誌。相關訊息網址：sa.ylib.com
