醫學研究人員即將繪製出腎結石形成的整個過程，這要歸功於來自一個意想不到的來源：地質學的見解。透過將這一框架與一套尖端的顯微工具和一個在實驗室中培養腎結石的新裝置相結合，他們正在開發阻止或減緩結石生長的新方法。
當尿液中形成鋸齒狀礦物晶體時，就會發生結石病。這種痛苦的問題影響著大約十分之一的成年人，並且正在穩步上升，尤其是在婦女和青少年中。“這很常見，使人衰弱且代價高昂，對醫療保健系統和個人都是如此。更糟糕的是，它還會復發——如果你得過一次，那麼很快就有大約 50% 的機會再次復發，”德克薩斯大學西南醫學中心治療結石病的泌尿科醫師瑪格麗特·皮爾說，她沒有參與這項新的研究。
大約十年前，地質生物學家布魯斯·福克將他的顯微鏡鏡頭從珊瑚礁轉向了腎結石。他與梅奧診所和伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的生物學家和醫生合作，發現腎結石的形成方式與自然界中的許多其他結石相似：它們會部分溶解並多次重塑，而不是一次性結晶。“那時我們意識到結石非常活躍，並且具有溶解階段，因此也許有一種方法可以利用溶解階段來治療結石，”福克的合作者、西北醫學中心的泌尿科醫師艾米·克拉姆貝克說。
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腎結石切片。圖片來源：馬揚迪·希瓦古魯和布魯斯·福克
克拉姆貝克說，很少有好的動物或實驗室模型來研究腎結石的形成。因此，該團隊開發了一種名為 GeoBioCell 的新裝置，這是一種旨在模擬腎臟複雜內部結構的藥盒。它使科學家能夠測量和關聯各種因素（包括腎細胞活動，以及尿液微生物組、化學成分和流動）如何影響結石生長。改變任何一個因素都可能使結石以不同的方式發育和溶解。
在他們最近的研究中，總結於《自然-泌尿學評論》中，研究人員主要使用 GeoBioCell 研究草酸鈣晶體的生長，草酸鈣晶體約佔腎結石的 70%。在福克的初步工作之前，這些晶體被認為幾乎不可能溶解——但他和他的同事發現，結石實際上確實會在體內部分溶解，然後再重新生長。科學家們現在正在使用 GeoBioCell 來精確檢查結石是如何形成的，他們希望找到透過藥物啟動或延長溶解階段的方法。他們還在使用這種新裝置來測試各種蛋白質（包括與骨骼相關的骨橋蛋白），如果作為藥物給藥，這些蛋白質可能會抑制生長。此外，他們還在研究特定的微生物和微生物群落可能對結石形成產生的影響。
皮爾說，這項研究具有巨大的潛力，可以確定可以用藥物或其他干預措施靶向的腎臟過程，並且可能會提高醫生預測和治療結石復發的能力。