研究背景与研究意义泌尿系结石症,亦称尿石症,是医学上已知的最古老疾病之一。据估计,1-15%的个体在其一生中曾患有泌尿系结石,并且在世界范围内,泌尿系结石症的患病率及其发病率逐渐上升。中国成年人肾结石的患病率为5.8%（男性为6.5%,女性为5.1%）。如果没有适当的治疗,尿路结石可导致输尿管阻塞,肾盂积水,血尿,频繁的尿路感染,呕吐或尿痛,最终可导致肾脏永久性功能损伤。然而,结石形成和发展的机制在很大程度上仍不清楚。结石的矿物学成分多样,但无论何种类型,其形成都是一个复杂且多步骤的过程,包括尿液过饱和度,晶核的形成,生长和聚集。泌尿系结石形成与多种因素有关,包括气候,年龄,代谢综合征,饮食习惯以及细菌感染。多种促进因子和抑制因子在结石形成中起关键作用。但是,结石形成和生长机制远未得到澄清。虽然泌尿系结石与尿路细菌感染之间的关联已被广泛接受,但其作用机制、致病微生物及其抗菌-药敏模式仍未得到充分研究。尿液的化学性质在感染性结石的形成中起着关键作用,由饱和度、pH值以及尿液中结晶、聚集调节剂的存在以及生物膜形成决定,但泌尿系统感染性结石的形成机制远未得到澄清。侵入性手术后接受输尿管支架管置入的患者,其常见的并发症是支架管管壁形成的附壁结石。支架管长期滞留于患者体内后形成的管壁附壁结石,不仅会极大程度影响支架管的引流功能,造成肾盂积水,还能造成粘膜损伤、出血、狭窄等。目前对支架管附壁结石的形成机制的研究同样十分局限,尚无法通过有效的措施来预防支架管附壁结石的形成及其并发症。既往研究证明,感染性结石发生的重要危险因素是留置导管,且输尿管支架管附壁结石阳性患者的尿路感染发生率较为显著,基于这些研究结论可以推测,这种尿液菌群多样性的改变与泌尿系感染性结石的形成存在密切联系。本研究旨在应用细菌基因测序技术来对比筛查支架管附壁结石患者与无附壁结石患者尿液菌群的差异性指标,寻找目标优势细菌属,尝试建立细菌-异物-结石动物模型。通过临床样本对比检测、动物模型重复以及电镜验证等研究步骤,在已有的感染因素导致结石病的认知基础上,提出以下猜想:尿液菌群多样性的异常改变以及特定局部优势菌属的特殊作用,或许是输尿管支架管附壁结石乃至泌尿系感染性结石发生发展的原因之一。研究目的1.探讨输尿管支架管附壁结石患者尿液菌群的分布特点2.探讨特定菌属与输尿管支架管附壁结石形成的关系。3.建立新型的细菌相关结石动物模型。研究方法[1]利用16srDNA细菌基因测序技术,对支架管附壁结石患者和无附壁结石患者的尿液及结石（表面）样本的细菌种群进行多样性指标（细菌丰富度、种类及占比等）分析,观察两组间细菌多样性指标的差异,明确特定优势菌群是否与输尿管支架管附壁结石的形成有关系。[2]尝试建立新型的细菌相关结石动物模型,验证目标细菌与支架管附壁结石发生之间的关系。[3]成功建立结石动物模型后对其膀胱内结石样本及膀胱内异物进行扫描电镜检查及结石傅里叶变换红外光谱分析。能否观察到膀胱灌注的细菌存活及是否有生物膜产生,并检测结石成分,判断结石形成是否与目标细菌相关,并对数据进行统计学分析验证。研究结果架管附壁结石组患者和无附壁结石组患者的尿液细菌多样性指标的差异较大,结石组患者尿液中含有多种细菌,前三位菌属为乳酸杆菌属（23.1%）,拟杆菌属（18.8%）以及未分类拟杆菌属（17.1%）。非结石组的尿液细菌菌群多样性较结石组明显更低,其主要细菌属是埃希-志贺氏菌（32.2%）,肠球菌（24.9%）和假单胞菌（18.2%）。结石组中的拟杆菌属丰度明显较高,因此我们选择脆弱拟杆菌进行动物实验,脆弱拟杆菌为该菌属的代表性菌种。成功建立大鼠膀胱内异物-结石模型,经扫描电镜检查证实,脆弱拟杆菌导致大鼠膀胱内螺旋管附壁结石形成,统计学分析支持该结论,螺旋管附壁结石成分主要为磷酸氢钙结石、碳酸磷灰石和磷酸铵镁石。研究结论相比无结石的患者,输尿管留置支架管且产生附壁结石的患者其尿液中细菌种类及数量均明显增加,并且其中厌氧菌及兼性厌氧菌明显增多,拟杆菌属为优势菌种。拟杆菌属可以作为人类代谢系统中不可或缺的微生物发挥作用,但也可能造成以泌尿系感染性结石为代表的代谢相关疾病。成功建立大鼠的模型可进行验证。这表明对于输尿管留置支架管的患者,针对敏感菌属的抗菌治疗可能对预防支架管附壁结石的形成有帮助。同时,对于泌尿系结石症患者,尿液细菌的靶标调控值得进一步研究和临床应用。