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1、2023AUA年会泌尿系结石研究热点精粹及解读摘要2023年美国泌尿外科学会(AUA)年会中关于泌尿系结石的研究热点及最新进展主要包含了结石代谢和基础研究、药物治疗和饮食预防、微创碎石新技术应用、新型器械设备开发、人工智能与医工结合创新等几大方面。在基础研究方面，Randall斑的形成机制和结石微生物组学与蛋白质组学有新的突破。新型碎石手术器械和相关设备的更新迭代让微创技术更加安全高效。人工智能机器学习和影像组学的拓展应用在术前诊断和术后预测方面显示出强大的优势。针对基因相关遗传性结石病的药物治疗和饮食预防被重点关注。此外，公共社交平台和医疗自媒体开始为大众提供较活跃的科普和宣教。2023年4
2、月28至5月1日第118届美国泌尿外科学会(AmericanUrologicalAssociation,AUA)年会在芝加哥市召开，来自全球的学者对泌尿外科各亚专业领域的最新研究成果进行交流。其中，关于泌尿系结石的内容是本次会议探讨的热点之一，涵盖了病因和发病机制、流行病学、诊断和治疗、预防和随访等多个方面。本文就相关的研究进展和热点进行总结报道。一、结石的基础研究和病理生理学结石的基础研究和病理生理学方面涵盖了Randall斑的形成机制、结石晶体的微观分子生物学、结石的微生物组学、蛋白分子的生物标志物等。本文重点介绍具有一定延续性或创新性的研究方向和结果。I-Randall斑的形成机制和相关
3、研究：关于Randall斑的机制研究一直是近几年的热点，本次会议中同样有多项研究围绕该焦点展开。Yang等研究发现肾组织内的巨噬细胞与Randall斑密切相关。通过术中收集结石患者的Randall斑和相邻肾乳头组织进行snRNA-seq和免疫组化分析，发现Randall斑附近的肾组织中富集大量巨噬细胞群体，这些细胞表达多种同类型的胶原蛋白，并在纤维化过程中与成纤维细胞发生配体受体相互作用。此外，基于microCT和荧光显微镜的研究2结果显示，大部分结石是以Randall斑为基础进一步形成增大，Randall斑最初的结石成分是以碳酸磷灰石为主，随着结石逐渐增大，后期形成的结石会向二水草酸钙演变并
4、形成主体。另一项同样基于microCT断层扫描的研究结果显示，肾小管内晶体栓子的数量和从乳头尖端至栓子的距离不会因乳头上Randall斑的存在而不同，说明Randall斑的形成与近髓小管内的结晶堵塞可能无直接关系。2.结石的晶体微观形态和成分变化：结石相关的体外细胞培养模型对于结石形成的病理生理学机制有重要作用。研究者通过体外培养MDCK细胞构建了一种新型3D肾细胞囊腔模型,可诱导内部含钙结石晶体的形成,使用荧光染料和偏振光可观察晶体的结构特点。这是第一种关于含钙结石晶体的体外细胞培养模型，为结石的发病机制研究或高通量药物筛选提供了新的思路。另外，草酸钙的相变现象会使结石变得更坚硬，但机制尚不
5、明确。Maruyama等通过体外实验观察了二水草酸钙到一水草酸钙的相变过程和特点，发现二水草酸钙表面溶解和一水草酸钙晶体成核可同时发生，在相变之后一水草酸钙呈现马赛克或同心环结构；晶体缺损、裂纹和交界区域转变速度较快，转化速度在很大程度上取决于二水草酸钙晶体的结构和聚集状态。该结果揭示了一种潜在的结石晶体相变或形成机制。另一项研究6通过至少两次的结石成分分析发现结石成分在一定时间内表现出明显的差异性变化，建议将重复结石成分分析作为结石患者长期个体化管理的重要部分。二、药物治疗和饮食预防在结石的药物治疗和饮食预防研究领域，比较值得关注的是在遗传性相关肾结石患者的药物治疗方面，Lumasiran是
6、唯一上市且被证实有效的RNAi治疗药物。此外，胱氨酸尿症和继发性高草酸尿症患者根据不同的疾病特点，通过饮食控制调整尿液参数可以获得较好的疗效。Ilumasiran治疗原发性高草酸尿症1型患者：LUmaSiran是目前临床上唯一获批治疗原发性高草酸尿症1型患者的RNAi药物。原发性高草酸尿症1型是一种罕见的常染色体隐性遗传病，因基因突变造成肝内草酸盐过量产生而形成肾结石，导致慢性肾损伤。一项关于Lumasiran的前瞻性双盲安慰剂对照研究7结果证实，长期使用该药可持续降低尿草酸和血浆草酸水平，且有效减少结石相关临床症状和外科治疗频次，最常见的药物不良事件仅是轻微的注射部位反应，在原发性高草酸尿症
7、1型患者中具有较高的可接受性和安全性。2.胱氨酸尿和肠源性高草酸尿相关结石的药物治疗和饮食预防：胱氨酸尿症患者的结石形成和复发一直被重点关注。有效监测24h尿液相关指标可能是预防胱氨酸结石的关键。一项回顾性研究8结果显示，24h尿柠檬酸盐含量和胱氨酸容纳力负值与结石的增加显著相关，因此通过饮食调整和相关药物治疗将指标控制在正常范围内对于该类人群很重要。此外,可以通过针对性的饮食干预来减少尿草酸排泄，从而治疗肠源性高草酸尿症患者的肾结石。DeFOOr等9对患有脑瘫和严重发育迟缓的患儿（因肠内营养造成肠源性高草酸尿合并肾结石）进行回顾性队列分析，发现饮食中草酸含量高的结石患儿尿草酸排泄量和草酸钙过
8、饱和度升高,通过有针对性的饮食干预可以减少肠内营养配方中的草酸盐负荷，从而显著减少尿中草酸盐的排泄。三、流行病学和代谢评估结石的流行病学和代谢评估一直是诊疗的热点和科研的难点，近几年鲜有创新成果和显著性进展。随着人工智能技术的普及和大数据影像组学的拓展应用，使临床医生在该领域的深入研究逐渐找到了新的思路和方向。1 .影像组学在结石成分预测和分析中的应用：通过术前影像检查测算的结石CT值来预测尿酸结石成分具有一定的不确定性。Koo等10对176例CT值800HU的肾结石患者进行了一项国际多中心横断面研究，纳入14843幅肾脏和结石形态的CT图像及相关的人口统计学和临床数据特征进行模型训练、验证和
9、测试,开发出一种高敏感性（92.9%）和高特异性（97.1%）的自主决策支持系统，能自动化识别和区分尿酸结石，可用于选择早期直接行药物碱化治疗的患者。另外一项研究11基于Non-ContrastCT检查获得最大结石长度、平均结石密度和结石异质性指数，从而计算出结石密度变异系数和线性结石密度，并使用逻辑回归和受试者工作特征（receiveroperatingcharacteristic,ROC）曲线建立预测模型，提出了一种新的预测因子即线性结石密度来辅助术前影像诊断草酸钙结石。2 .基于24h尿液指标预测结石复发的机器学习算法：24h尿液指标是结石代谢评估的重要参数，为更好地利用该数据,Shee
10、等口2使用机器学习方法预测结石的复发情况。该研究前瞻性收集423例结石患者的24h尿液纳入训练集，对7种预测分类方法：决策树、ElasticNet回归、ExtraTreesxkNeighborsxLightGBMxlogistic回归和随机森林进行评估。其中性能最高的是ElasticNet回归模型（AUC=0.82X用该模型在172例结石患者的测试集中进行验证，获得了较高的预测准确性。Doyle等13使用3种独立机器学习模型（LASSO回归、随机森林和XGBoost）,根据患者结石相关临床特征和24h尿液数据预测有症状的结石复发，结果显示LASSO回归模型在预测方面表现最好（5年复发的AUC=
11、0.63）,所有模型中最优先考虑的特征包括年龄、糖尿病状况、结石成分和尿液PH值。四、微创治疗的新技术和新设备本次会议围绕结石微创治疗有众多的创新技术大放异彩，智能影像与人工智能技术在术前诊断和规划方面展现出极大的优势。锌光纤激光作为新兴的碎石激光设备，以其更小的脉冲能量和超高的脉冲频率，可以大幅缩短碎石时间，有效提升了手术效率，已成为激光碎石领域的新秀。1.智能影像新技术的探索：人工智能混合现实技术在近几年被重点关注并与临床诊疗相结合。Liu等14探索其在超声引导经皮肾镜取石术(percutaneousnephrolithotomy,PCNL)治疗鹿角形肾结石患者的术前规划和融合穿刺中的价值
12、。首先基于CTU数据进行术前全影像三维重建，然后在头戴式HoloLens2终端下完成通道设计和模拟穿刺，术中采用视觉配准并在超声引导下完成融合穿刺。结果显示，通道选择一致率为87.5%,融合穿刺一致率为76.0%(共16例患者,建立36个通道，完成融合穿刺25次)；超声定位时间(35.13.6)s,穿刺扩张时间(4.50.6)min,净石率91.0%o该技术作为一种提高PCNL效率的智能影像技术手段，在优化术前设计、缩短超声定位时间和提高穿刺精准度等方面显示出一定优势。Cumpanas等15研究了术前沉浸式虚拟现实技术对PCNL手术规划和结果的影响。患者被分为CT组和虚拟现实组(医生基于虚拟现
13、实重建影像可视化了解相关解剖标志并模拟穿刺路径28%的医生在使用沉浸式虚拟现实技术后改变了初始目标肾盏选择，并增强了其对解剖结构、结石的位置、大小、形状，以及最佳入路的理解（P001）；虚拟现实组的术后结石清除率（stone-freerates,SFR）和2mm残石率优于CT组，术后并发症的发生率降低了11%（P=0.0132.锌光纤激光器和锌激光碎石：为更好地了解秋激光和超脉冲锌激光的碎石能力,Morgan等16比较了两种激光器在3种碎石参数爆米花法（0.5J,40Hz1粉末化（0.3J,60Hz）和碎块化（1.0J,10Hz）、4种光纤（272、365、550、940m）以及2种距离（1、
14、2mm）下的能量传输百分比和压力。结果显示，1mm时，超脉冲锌激光在3种参数设置中通过940m光纤可传输更多能量，而在爆米花法和碎块化中，秋激光通过272m光纤可传递更多能量。2mm时，铉激光在所有条件下都具有更大的能量传输。PCNL是10mm下盏结石的首选治疗方法。Vaddi等17分析使用锌激光进行输尿管软镜碎石术（retrogradeintrarenalsurgery,RIRS）是否也是一种同样有效的替代方案,前瞻性纳入下盏结石患者（结石最大径1020mm）,随机分为A组（行RIRS）和B组（行mini-PCNL）z比较疗效（SFRx辅助手术的需要）、安全性（并发症发生率），以及围手术期结
15、果（手术时间、透视时间、住院时间I结果显示,RIRS联合锌激光治疗下盏结石的SFR与mini-PCNL相当，X线检查时间和住院时间更短，其他指标均无显著差异。为评估锌激光在RIRS治疗大体积结石方面是否有效，Singh等18使用60W超脉冲锌激光进行逆行肾内手术治疗大体积肾结石患者（结石体积1000mm3,结石最大径1525mm),分析激光碎石时间、总手术时间，激光效率(Jmm3消融速度(mm3s)和并发症等。结果显示，结石体积与消融速度呈强正相关(r=0.659,P0.01),与激光效率呈中度负相关(r=-0.392,P0.01);21.05%(16/76)的患者出现并发症,其中大部分是Cl
16、avien12级；总体SFR为96.05%o五、医工结合与创新本次大会上医工结合的项目具有良好的创新性和前沿性，为临床实际问题提出了有效的解决方案，并取得了突破性的进展。肾内压一直是研究的重点和热点，测压软镜的推广标志着肾内压监测的新时代到来。此外，磁性技术为临床的痛点带来了新思路和启发，并逐步走进手术实践阶段。1 .逆行腔内手术肾内压监测的新时代：肾内压监测在输尿管软镜术中和术后相关并发症的控制方面发挥着重要作用。Chew等19首次报道使用LithoVueEliteTM输尿管软镜监测肾内压的临床经验，对连续46例使用该软镜行RIRS的患者进行单臂回顾性观察分析，使用设定为150mmHg(1m
17、mHg=0.133kPa)的压力袋或60ml注射器进行灌注。结果显示，在中位总手术时间31.9min内，中位和最大肾内压分别为30.0mmHg和177.0mmHg;肾内压在913%的手术时间内保持在60mmHg以下。与其他患者相比，亚裔和高血压病患者的肾内压更高且相对累积时间更长。年龄、体质量指数、术前预置管和术前使用凝体阻滞剂与肾内压没有统计学相关性；较小的输尿管送达鞘(ureteralaccesssheathzUAS)(F1214亚裔、高血压病和输尿管狭窄患者有较高的肾内压。Croghan等20量化了WO例接受URS/FURS患者的肾内压，评估压力动力学与临床结果间的相关性。X线下将11型
18、压力导丝逆行置入肾盂内，Avvigotm系统实时记录基线压力和手术时压力。结果显示，309条压力数据的静息基线肾内压为(17.4710.66)mmHg;30%的URS使用F6.57.5硬镜，肾内压为(39.5517.66)mmHg;93%的FURS使用F9.110软镜，无UAS的FURS的肾内压为(38.1216.33)mmHg,使用F1113UAS的FURS的肾内压分别为(30.120.48)mmHg(重力灌注(43.0424.87)mmHg(100mmHg压力灌注(46.5325.05)mmHg(150mmHg压力灌注)和(79.7461.66)mmHg(200mmHg压力灌注基线肾内压和
19、URS/FURS的肾内压均表现出差异性，术中肾内压与技术参数指标有关。2 .磁性技术的临床实践:RIRS术后排石问题一直是临床关注的重点，残留结石碎片如不能完全排出易导致结石复发。Roquero等21开发了一种结石碎片清除系统(MagSToNE),由磁性水凝胶(用于包裹和磁化结石碎片)和磁性线(用于取出碎片)组成。用内镜将结石碎片(3mm)预置入雌性猪肾内，通过软镜将磁性水凝胶注入肾内并插入磁性线吸取磁化的结石。结果显示，MagSToNE比传统网篮取石更快、更有效。注射导管和磁性线与软镜显示出良好的兼容性。未观察到实验猪生命体征、血细胞和血清生化的显著变化，术后肾脏病理检查证实肾内无可见的水凝
20、胶。动物模型的后续研究正在进行中，以进一步评估MagSToNE的安全性。此外，在如何更快速有效地取出双J管方面，Gadjiev等22评估了在超声引导下使用特殊磁性回收器取管的安全性和有效性。该研究纳入60例接受输尿管(软)镜手术的患者，A组置入传统双J管并使用膀胱软镜取管；B组置入末端带有圆柱磁体的双J管，在门诊操作室使用带有特殊磁铁回收器的装置在超声引导下辅助取管。结果显示，在身体疼痛一般健康评分和其他问题等方面两组无显著差异；B组取管时间显著缩短，且VAS评分显著降低。该研究结果证实在超声辅助下不用膀胱镜行磁性辅助取管是安全、快速、有效的，节省了镜检成本并减少患者不适，是一种传统取管手术的
21、有力替代方案。3.机器人辅助PCNL:近几年,机器人辅助技术在泌尿系结石微创治疗领域一直具有较高的研究热度，与输尿管软镜机器人手术繁多的临床研究相比，PCNL机器人的进展相对缓慢。自Taguchi等23-24在2019年和2020年相继发表了机器人辅助X线引导PCNL的体外实验和单中心内镜肾内联合手术的临床研究数据后,该团队25在今年AUA继续报道了在这方面的最新成果。通过使用改进版机器人系统(具有双平面X线定位功能)即改进版RAG联合超声引导穿刺进行了仰卧位经皮肾穿刺的多中心体外模型研究。17名泌尿外科医生分别使用两种技术进行操作，并记录单次穿刺成功率、器械组装到穿刺的时间、穿刺时间和X线定位时间。结果显示,RAG和USG的单次穿刺成功率分别为100.0%和58.8%P0.01);RAG的中位器械组装时间更长(143s与24s,P0.01),中位穿刺时间更短(18s与36s,P0.01);医生的自我评估结果显示，RAG的工作量得分低于USG（16.7分与59.3分，P0.01）且精力投入明显较小。2023AUA年会泌尿系结石领域的会议内容极为丰富,研究的热点和进展主要集中在新技术新设备、人工智能、医工交叉等创新板块的融合实践。本文总结了最关键的研究进展，让大家更多关注和了解相关内容，为进一步提高国内泌尿系结石的诊疗水平共同努力。
