山西省4 890例患者泌尿系统相关结石成分分析及流行病学特征

Analysis of components and epidemiological characteristics of urinary system-related stones in 4 890 patients in Shanxi province

摘要

目的 探讨泌尿系统相关结石的成分特点及流行病学特征。 方法 回顾性分析山西医科大学第一医院2015年1月至2025年1月泌尿系统相关结石样本4 890例。采用χ² 检验或Fisher精确性检验比较不同结石位置、性别、年龄、年份患者结石成分的分布差异，以及主要结石成分为冲击波抵抗型结石与非冲击波抵抗型结石在后5年（2020-01~2025-01）和前5年（2015-01~2020-01）的差异。对可能影响结石成分的因素进行单因素和多因素Logistic回归分析。 结果 4 890例结石样本中共有16种结石，其中单一类结石15种，共535例（10.9%），羟基磷灰石只存在于混合结石中；不同结石位置、性别、年龄、年份患者的结石成分均有明显差异（P<0.000 1）。男性患者草酸钙类、尿酸类、其他类结石比例明显高于女性，而女性患者感染性结石、磷酸钙类结石比例高于男性。男性草酸钙类结石的患病风险是女性的1.573倍（95%CI 1.344~1.841，P<0.000 1），而患感染性结石的风险是女性的0.421倍（95%CI 0.331~0.536，P<0.000 1）。<75岁患者草酸钙结石比例随年龄增长逐渐增加。而对于18岁以上的患者，尿酸结石的比例随年龄增长也越来越高。婴幼儿和75岁以上老年人中感染性结石的占比较高，分别为42.9%和15.6%。膀胱结石和双J管结石中感染性结石的比例更高，分别是13.8%和15.2%；而其他位置结石中最常见的结石为感染性结石（42.9%）。后5年较前5年草酸钙类结石比例明显增加（81.4% vs 63.5%），其余种类结石占比下降。后5年男性草酸钙结石的患病风险为前5年的2.453倍（95%CI 2.129~2.826，P<0.000 1），而胱氨酸结石和其他类结石的患病风险明显降低，分别为前5年的0.066倍（95%CI 0.029~0.148，P<0.000 1）和0.055倍（95%CI 0.019~0.155，P<0.000 1）。后5年中冲击波抵抗型结石占比明显降低（2.6% vs 19.5%）。 结论 泌尿系统相关结石成分存在结石位置、性别、年龄、年份的分布差异。草酸钙类、尿酸类、其他类结石男性患者多见，而感染性结石、磷酸钙类结石女性患者更常见。膀胱结石和双J管结石的患者需考虑感染性结石，尤其是婴幼儿和75岁以上的老年人。随着冲击波抵抗型结石占比下降，体外碎石的效果会越来越好。

Abstract

Objective To explore the components of urinary system-related stones and their epidemiological characteristics. Methods A total of 4 890 stone samples in First Hospital of Shanxi Medical University from January 2015 to January 2025 were collected and retrospectively analyzed. The χ² test or Fisher's exact test was used to compare the distribution differences of stone components among patients with different stone locations， genders， ages， and years. And the differences of stone components were also compared between shock wave lithotripsy（SWL）-resistant stones and non-SWL-resistant stones in different years. Single-factor and multi-factor Logistic regression analysis were performed on factors that may affect the composition of stones. Results There were 16 types of stones in the 4 890 stone samples， including 15 types of single-component stones（535 cases，10.9%）. Hydroxyapatite only existed in mixed stones. The distribution of stone components was significantly different among patients with different stone locations， genders， ages， and years（P<0.000 1）. The proportions of calcium oxalate， uric acid， and other stones in males were significantly higher than those in females， while the proportions of infectious stones and calcium phosphate stones in females were higher than those in males. The risk of incidence of calcium oxalate stones in males was 1.573 times that in females（95%CI 1.344-1.841， P<0.000 1）， while the risk of incidence of infectious stones was 0.421 times that in females（95%CI 0.331-0.536， P<0.000 1）. The proportion of calcium oxalate stones in patients below 75 years old gradually increased with age. For patients over 18 years old， the proportion of uric acid stones increased with age. The proportions of infectious stones in the infants and young children and the elderly over 75 years old were relatively high， and they were 42.9% and 15.6%， respectively. The proportion of infectious stones was relatively higher in bladder stones（13.8%） and double J-tube stones（15.2%）. The most common stones among stones in other locations were infectious stones（42.9%）. In the past five years， the proportion of calcium oxalate stones increased significantly compared with the previous five years（81.4% vs 63.5%）， while the proportion of other different types of stones decreased. In the past five years， the risk of incidence of calcium oxalate stones in male was 2.453 times that in the previous five years（95%CI 2.129-2.826， P<0.000 1）， while the risks of incidence of cystine stones and other types of stones were 0.066 （95%CI 0.029-0.148， P<0.000 1） and 0.055（95%CI 0.019-0.155， P<0.000 1） times that in the previous five years， respectively. In the past five years， the proportion of shock wave resistance stones decreased significantly（19.5% vs 2.6%）. Conclusions There are differences in the distribution of components of urinary system-related stones in patients with different stone locations， genders， ages and years. Calcium oxalate， uric acid， and other types of stones are more common in male patients， while infectious stones and calcium phosphate stones are more common in female patients. The stones are mostly infectious in bladder and double J-duct， especially in the infants and the elderly over 75 years old. As the proportion of SWL-resistant stones decreases， the effect of extracorporeal lithotripsy would become better and better.

关键词

泌尿系统相关结石 / 结石成分 / 结石位置 / 影响因素 / 流行病学

Key words

urinary system-related stones / stone compositions / stone locations / influencing factors / epidemiology

泌尿系结石是泌尿外科的常见病，在住院患者中居首位^［1］。中国成年人泌尿系结石的患病率约为6.5％^［2］。近年来，全世界范围内泌尿系结石的发病率有升高趋势，5~10年的复发率可达50%，20年内复发率可达75%^［3］。泌尿系结石可引起急性肾绞痛、血尿、恶心、呕吐，严重者可导致肾功能不全甚至肾功能丧失，严重损害患者身体健康、降低患者生活质量，因此，结石成分分析对于泌尿系结石的防治非常重要^［4］。本研究回顾性收集我中心2015年1月至2025年1月10年间患者结石样本4 890例，结合患者相关临床资料，分析不同结合位置、性别、年龄、年份的结石成分特点及变化趋势，为临床泌尿系统相关结石的防治提供科学的参考和指导。

1 对象与方法

1.1 研究对象

共纳入山西医科大学第一医院2015年1月至2025年1月10年间患者结石样本4 890例，其中男性3 713例，女性1 177例，男女比例为3.15∶1；男性中位年龄49（21）岁，女性中位年龄53（20）岁。其中，前5年男性患者1 141例，女性患者340例，男女比例为3.36∶1，男性中位年龄47（20）岁，女性中位年龄49（21）岁；后5年男性患者2 572例，女性患者837例，男女比例为3.07∶1，男性中位年龄50（21）岁，女性中位年龄55（19）岁。

根据世卫组织人口划分标准^［5］，0~6岁婴幼儿7例，7~17岁少年23例，18~44岁年轻人1 754例，45~59岁中年人1 879例，60~74岁年轻老年人1 060例，≥75岁老年人167例。

按结石位置将结石样本分为肾结石2 782例、输尿管结石1 456例、膀胱结石463例、尿道结石29例、双J管结石125例和其他位置结石35例，其他位置结石包括：精囊结石、前列腺小囊结石、阴囊结石、输尿管囊肿结石、肾造瘘管结石、肾囊肿结晶。

1.2 泌尿结石的主要成分类型

主要结石成分指混合结石成分中占比>50%的成分或单一结石成分^［6］。结石按主要结石成分分为草酸钙类、磷酸钙类、尿酸类、胱氨酸类、感染性结石及其他类结石。其中，草酸钙类结石包括一水草酸钙、二水草酸钙；磷酸钙类结石包括碳酸磷灰石、二水磷酸氢钙、羟基磷灰石；尿酸类结石包括无水尿酸、一水尿酸钠；胱氨酸类结石包括L-胱氨酸；感染性结石^［7］包括六水磷酸铵镁、尿酸铵、一水磷酸铵镁的单一及混合型结石及其与碳酸磷灰石的混合结石（单一的碳酸磷灰石或碳酸磷灰石与六水磷酸铵镁、尿酸铵、一水磷酸铵镁之外结石的混合结石不按感染性结石处理）；其他类结石即除上述结石外的单一及混合型结石。

按冲击波碎石的难易程度将结石样本分为冲击波抵抗型结石和非冲击波抵抗型结石。冲击波抵抗型结石指一水草酸钙、二水磷酸氢钙、胱氨酸结石的单一或混合类结石^［4］。

1.3 结石成分检测方法

采用天津蓝莫德LIIR-10结石红外光谱自动分析系统分析结石成分，对于多次复发的患者，统一采用第一次就诊时结石成分分析作为结果；对于双侧泌尿系都有结石的患者，两侧分开检验后取双侧结石的主要成分作为结果；对于肾、输尿管都有结石的患者，统一归为肾结石。

1.4 统计学分析

采用SPSS25统计软件分析数据。计量资料采用中位数（四分位数间距）表示，计数资料采用率（%）表示。采用χ² 检验或Fisher精确性检验比较不同结石位置、性别、年龄、年份结石成分的分布差异以及主要结石成分为冲击波抵抗型结石与非冲击波抵抗型结石在后5年（2020-01~2025-01）和前5年（2015-01~2020-01）的差异。对可能影响结石成分的因素进行单因素和多因素Logistic回归分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同成分结石分布情况

4 890例结石样本中共有16种结石，其中单一类结石15种，共535例（10.9%），羟基磷灰石只存在于混合结石中；绝大部分结石以混合类结石的形式存在。单一类结石分别为一水草酸钙266例，二水草酸钙12例，无水尿酸132例，L-胱氨酸21例，碳酸磷灰石16例，六水磷酸铵镁30例，二水磷酸氢钙32例，石英1例，尿酸铵4例，一水尿酸钠2例，方解石1例，黄嘌呤6例，硅结石3例，头孢曲松钠2例，一水磷酸铵镁7例。单一类结石中占比排名前三的结石分别是一水草酸钙、无水尿酸和六水磷酸铵镁结石，分别占单一类结石的49.7%，24.7%和5.6%。混合结石中最常见的是一水草酸钙+二水草酸钙（占比31.2%），其次为一水草酸钙+二水草酸钙+碳酸磷灰石（占比18.9%）。

2.2 不同性别患者结石成分比较

使用χ² 检验比较男性与女性患者的主要结石成分，结果显示，男性患者草酸钙类、尿酸类、其他类结石比例明显高于女性，而女性感染性结石、磷酸钙类结石比例高于男性（见表1）。

2.3 不同位置的主要结石成分比较

使用Fisher精确性检验比较不同结石位置患者的主要结石成分之间差异，肾和尿道结石主要成分与输尿管、膀胱、双J管、其他位置结石成分差异有统计学意义（见表2）。其中肾、输尿管、膀胱、双J管结石成分占比排名前三的均为草酸钙类、磷酸钙类、感染性结石，但膀胱结石和双J管结石中感染性结石的比例与占比排名第二位的磷酸钙类结石已非常接近，均在10%以上；而其他位置结石中最常见的结石为感染性结石。

2.4 不同年龄段患者的主要结石成分比较

使用Fisher精确性检验比较不同年龄段的患者主要结石成分，结果发现，7~17岁组和45~59岁组患者主要结石成分与其余各组差异有统计学意义（见表3）。<75岁患者的草酸钙结石比例随年龄增长逐渐增加；而对于18岁以上的患者，尿酸结石的比例随年龄增长也越来越高；婴幼儿和75岁以上的老年人感染性结石的占比明显较高（见表3）。

2.5 不同年份患者主要结石成分比较

使用χ² 检验比较不同年份患者主要结石成分，结果差异有统计学意义（χ²=262.577，P<0.000 1，见表4），与前5年（2015年1月至2020年1月）相比，后5年（2020年1月至2025年1月）草酸钙类结石明显增加，其余种类结石占比下降，尤其是磷酸钙类结石下降明显。

2.6 不同年份患者冲击波抵抗型结石分布差异

从表5中可以看出，不同年份患者冲击波抵抗型结石分布存在明显差异，后5年来冲击波抵抗型结石明显降低（P<0.000 1）。

2.7 泌尿系统相关结石成分影响因素的探讨

由表6、表7可知，男性草酸钙类结石的患病风险是女性的1.573倍（95%CI 1.344~1.841，P<0.000 1），而患感染性结石的风险是女性的0.421倍（95%CI 0.331~0.536，P<0.000 1）。后5年来，男性草酸钙结石的患病风险明显增加，是前5年的2.453倍（95%CI 2.129~2.826，P<0.000 1），而胱氨酸结石和其他类结石的患病风险明显降低，分别为前5年的0.066（95%CI 0.029~0.148，P<0.000 1）和0.055倍（95%CI 0.019~0.155，P<0.000 1）。

3 讨论

泌尿系结石的成分分布受到结石位置、性别、年龄、地域及时代变迁等多种因素的影响^［8，9］。本研究回顾性分析了山西医科大学第一医院近10年（2015年1月至2025年1月）收集的4 890例结石样本，旨在明确山西省泌尿系统相关结石成分特点及流行病学特征，为临床防治提供依据。

本研究结果显示，绝大部分结石（89.1%）为混合性结石，这与既往研究结果一致^［10］。在单一成分结石中，一水草酸钙最为常见（占单一结石的49.7%），这与其热力学稳定性高、最易形成和存留的特性有关^［11］。在混合结石中，最常见的组合为一水草酸钙+二水草酸钙（31.2%）以及一水草酸钙+二水草酸钙+碳酸磷灰石（18.9%）。这种成分组合模式可能源于草酸钙与磷酸钙在形成过程中的相互促进机制。一方面，磷酸钙（如碳酸磷灰石）可作为成核核心，通过表面电荷作用吸附草酸根离子，促进草酸钙晶体的异质成核，提高其成核速度和稳定性^{［12，13］}；另一方面，草酸钙晶体可诱导肾小管上皮细胞产生活性氧和炎性因子，导致组织损伤和局部钙化，为磷酸钙的沉积创造条件。因此，二者常共同出现于混合结石中。

在人群分布上，本研究患者高发年龄段为45~59岁，总体男女比例为3.15∶1，与国内报道相符^［14］。然而，后5年男女比例（3.07∶1）较前5年（3.36∶1）有所缩小，提示女性结石发病率可能有相对上升的趋势，其原因有待进一步探究。在成分的性别差异方面，多因素Logistic回归分析证实，男性患草酸钙类结石的风险是女性的1.573倍，而患感染性结石的风险仅为女性的0.421倍。男性更易形成草酸钙和尿酸类结石，可能与男性尿液中钙、草酸盐排泄量较高^［15］，以及睾酮水平影响肾小管钙重吸收、嘌呤代谢旺盛导致高尿酸尿等因素有关^{［15，16］}。而女性感染性结石和磷酸钙类结石比例更高，则可能与女性尿路感染风险高（如生理结构、妊娠）^［17］，以及绝经后雌激素水平下降导致尿道黏膜防御功能减弱有关^［18］。此外，本研究中的其他类结石在男性中比例更高，因该类别包含的精囊结石、前列腺小囊结石等为男性特有疾病，这也部分解释了结石成分的性别差异。

结石位置的成分差异亦十分显著。本研究发现，膀胱结石和双J管结石中感染性结石的比例分别高达13.8%和15.2%，显著高于肾和输尿管结石。这与文献报道一致：长期留置双J管（>12周）易引发细菌生物膜形成，导致磷酸铵镁和碳酸磷灰石沉积^［19］；膀胱结石在合并尿路梗阻或神经源性膀胱的患者中，也常与持续感染相关^［20］。尤其值得注意的是，在其他类结石中，感染性结石占比高达42.9%，尽管样本量有限，这一结果提示对于不典型部位的结石，应高度警惕其为感染性结石。

在年龄分布特征上，本研究显示，75岁以下人群的草酸钙结石比例随年龄增长而逐渐增加，而18岁以上患者的尿酸结石比例也呈随年龄增长趋势。这可能是由于随着年龄增长，患者尿液中草酸和钙的排泄增加，代谢综合征（如肥胖、糖尿病、高血压）患病率上升，其伴随的胰岛素抵抗可导致低尿pH和高尿酸尿，显著增加草酸钙结石和尿酸结石风险^{［19，21］}。此外，老年人肾小管产氨能力下降，尿液缓冲能力减弱，也进一步促进了尿酸结晶^［21］。另一方面，婴幼儿和≥75岁老年人群的感染性结石占比显著高于其他年龄段（分别为42.9%和15.6%），这可能与这两个年龄段免疫功能相对不完善或衰退，易发生泌尿系感染有关^{［22，23］}。

时间趋势变化是本研究的另一个重要发现。后5年与前5年相比，草酸钙类结石的构成比从63.5%显著上升至81.4%，而磷酸钙类、胱氨酸类及其他类结石的占比均显著下降。多因素分析显示，后5年男性患草酸钙结石的风险是前5年的2.453倍，而患胱氨酸结石和其他类结石的风险则大幅降低。草酸钙结石占比的持续升高，可能与现代饮食模式（高蛋白、高钠、高嘌呤饮食及碳酸饮料摄入增加）相关，这些因素会导致尿钙、尿草酸盐排泄增加，尿枸橼酸盐减少及尿pH降低，从而创造利于草酸钙形成的尿液环境^{［10，24］}。同时，随着对远端肾小管酸中毒、甲状旁腺功能亢进等导致磷酸钙结石的基础疾病诊疗水平的提高，可能在一定程度上抑制了磷酸钙结石的形成。胱氨酸结石发病率的显著下降（OR=0.066），则可能得益于遗传病筛查和健康意识的提升，使得胱氨酸尿症患者得以早期诊断并通过药物（如硫普罗宁）和饮食干预进行有效管理，从而减少了结石的形成^［25］。

特别值得关注的是，随着结石成分谱的变化，冲击波抵抗型结石的占比从前5年的19.5%急剧下降至后5年的2.6%。这一趋势意味着，对于当前占绝对主导地位的草酸钙结石（其中大部分为非抵抗型），体外冲击波碎石术的治疗效果理论上会越来越好，其临床地位依然重要。这是本研究相较于其他结石成分分析文献的一个突出发现，对治疗策略的选择具有直接指导意义。

本研究的优势在于样本量大（4 890例）、时间跨度长（10年），且首次系统分析了山西省结石成分随时间变化的趋势，特别是对冲击波抵抗型结石的演变进行了探讨。然而，本研究也存在一些局限性：首先，作为单中心回顾性研究，可能存在选择偏倚，且无法全面收集所有潜在影响因素的数据；其次，样本主要来源于我院，虽具有一定区域代表性，但未必能完全覆盖山西省所有地区的人群差异。未来需要开展多中心、前瞻性研究，并纳入更详细的代谢评估指标，以更深入地揭示泌尿系结石的成因和演变规律。

综上所述，本研究系统揭示了山西省泌尿系统相关结石成分在结石位置、性别、年龄及不同年份间的分布差异和动态变化。泌尿系统相关结石成分中，草酸钙结石是绝对主体，且占比持续上升，尤其在男性中；感染性结石在女性、婴幼儿、老年人以及膀胱、双J管等特定部位中高发；随时间推移，结石成分谱向更易于体外碎石的方向演变。这些发现为山西省泌尿系结石的个体化防治、疗效预测和公共卫生策略制定提供了重要的流行病学依据。

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基金资助

山西医科大学第一医院“精准医疗”重点创新培育团队项目(YT1604)

山西省基础研究计划项目(202403021222437)