医学研究人员即将绘制出肾结石形成的整个过程，这要归功于来自一个意想不到的来源：地质学的见解。通过将这一框架与一套尖端的显微工具和一个在实验室中培养肾结石的新设备相结合，他们正在开发阻止或减缓结石生长的新方法。
当尿液中形成锯齿状矿物晶体时，就会发生结石病。这种痛苦的问题影响着大约十分之一的成年人，并且正在稳步上升，尤其是在妇女和青少年中。“这很常见，使人衰弱且代价高昂，对医疗保健系统和个人都是如此。更糟糕的是，它还会复发——如果你得过一次，那么很快就有大约 50% 的机会再次复发，”德克萨斯大学西南医学中心治疗结石病的泌尿科医师玛格丽特·皮尔说，她没有参与这项新的研究。
大约十年前，地质生物学家布鲁斯·福克将他的显微镜镜头从珊瑚礁转向了肾结石。他与梅奥诊所和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的生物学家和医生合作，发现肾结石的形成方式与自然界中的许多其他结石相似：它们会部分溶解并多次重塑，而不是一次性结晶。“那时我们意识到结石非常活跃，并且具有溶解阶段，因此也许有一种方法可以利用溶解阶段来治疗结石，”福克的合作者、西北医学中心的泌尿科医师艾米·克拉姆贝克说。
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肾结石切片。图片来源：马扬迪·希瓦古鲁和布鲁斯·福克
克拉姆贝克说，很少有好的动物或实验室模型来研究肾结石的形成。因此，该团队开发了一种名为 GeoBioCell 的新设备，这是一种旨在模拟肾脏复杂内部结构的药盒。它使科学家能够测量和关联各种因素（包括肾细胞活动，以及尿液微生物组、化学成分和流动）如何影响结石生长。改变任何一个因素都可能使结石以不同的方式发育和溶解。
在他们最近的研究中，总结于《自然-泌尿学评论》中，研究人员主要使用 GeoBioCell 研究草酸钙晶体的生长，草酸钙晶体约占肾结石的 70%。在福克的初步工作之前，这些晶体被认为几乎不可能溶解——但他和他的同事发现，结石实际上确实会在体内部分溶解，然后再重新生长。科学家们现在正在使用 GeoBioCell 来精确检查结石是如何形成的，他们希望找到通过药物启动或延长溶解阶段的方法。他们还在使用这种新设备来测试各种蛋白质（包括与骨骼相关的骨桥蛋白），如果作为药物给药，这些蛋白质可能会抑制生长。此外，他们还在研究特定的微生物和微生物群落可能对结石形成产生的影响。
皮尔说，这项研究具有巨大的潜力，可以确定可以用药物或其他干预措施靶向的肾脏过程，并且可能会提高医生预测和治疗结石复发的能力。