研究背景和目的:肾结石是泌尿外科最常见的疾病之一,在泌尿外科住院病人中占首位。据最近一项国内横断面调查,目前中国成人肾结石患病率为5.8%,其中男性患病率为6.5%,女性患病率为5.1%。目前认为结石的形成是饮食结构改变、肥胖、全球气候改变、性别等多种因素共同作用的结果。同时肾结石具有复发率高,并发症严重等特点,尤以感染性结石生长速度最快。微生物群落越来越被认为是影响人类健康和某些疾病的重要因素。有研究认为,肾结石形成与微生物之间存在一定的关系。一方面,患有肾结石的患者相对于正常人更容易患尿路感染;另一方面,产脲酶细菌(比如奇异变形菌)是造成感染性结石的一种病因;新的研究提出纳米细菌以及肠道内的草酸代谢菌同样能够影响肾结石的形成。16SrRNA是细菌基因组中高度保守的一段序列,同时其V1-V9区拥有足够的特异性,通过16SrRNA测序能够获得标本中完整的微生物组信息。因此探究肾结石发生发展的机制并且寻找预防肾结石的方法,是治疗肾结石病的关键,16SrRNA测序则为肾结石中微生态的研究提供了一项新的方法。研究方法:1.16SrRNA测序方法与中段尿培养方法检测肾结石患者尿路微生物群。我们采集了 36例临床接受经皮肾镜碎石取石术的结石患者术前中段尿液和术中结石标本。对中段尿液进行中段尿培养,对肾结石标本,提取结石中的总DNA,通过Illumina对细菌16SrRNA基因的V3-V4区进行测序,分析结石样本中的微生物群。并将测序结果与培养结果进行比较。2.不同成分肾结石样本中微生物的物种丰度和微生态组成分析。通过结石红外光谱仪分析结石成分,根据结石成分对36例结石标本进行分组。通过物种成分分析、Alpha多样性分析、Beta多样性分析物种差异分析以及功能预测分析,比较不同成分结石之间尿路微生物群的物种组成差异、物种丰度等层面的差异。寻找在不同成分结石中存在差异表达的菌种。3.尿液微生物菌群与结石微生物菌群比较。采集13例在我院行经皮肾镜碎石术患者的术前中段尿标本、术中肾盂尿液标本、肾结石标本。进行中段尿培养、肾盂尿培养、结石培养,并对术前中段尿标本进行全DNA提取,通过Illumina对细菌16SrRNA的V3-V4区进行测序。对13例标本的培养结果与测序结果进行对比。分析和比较肾结石患者尿液测序结果与结石测序结果的差异。研究结果:1.结石患者结石测序阳性率远高于中段尿培养阳性率。变形菌门是结石微生物群中相对丰度最高的菌门。2.不同成分肾结石中微生物群组成不同。磷酸铵镁结石中微生物的丰度显著低于尿酸结石和草酸钙结石,物种多样性低于尿酸结石和草酸钙结石。不同成分肾结石中的优势菌门和优势菌属都被认为与尿路炎症和结石形成有关。3.肾结石患者的尿液测序和结石测序阳性率均为100%,高于中段尿培养、肾盂尿培养以及结石培养的阳性率。尿液微生物群与结石微生物群存在组成差异。尿液中的优势物种与结石形成有关。研究结论:本研究首先证实了 16SrRNA测序方法相对于传统尿培养技术对肾结石患者尿路微生态的分析具有更高的阳性率,肾结石患者尿路中存在完整的微生物群。进一步通过详细的数据分析,探索了不同成分肾结石之间微生物群组成和结构的差异,证实了尿路微生态与肾结石之间确实存在相互影响的关系,并且发现肾结石微生物群中的优势菌种与尿路炎症和结石形成相关。此外我们进一步通过分析肾结石患者尿液和结石标本16SrRNA测序结果,发现尿液和结石中的微生态存在一定的差异。