Published: 14 August 2020

Nephrolithiasis: Approach to Diagnosis and Management

Andrea J.S. Ang, 

Ashley A Sharma & 

Amita Sharma 

The Indian Journal of Pediatrics volume 87, pages716–725 (2020)Cite this article

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Abstract

尽管肾结石在儿童中不如成人常见，但儿童的发病率正在上升。除了增加医疗费用外，肾结石还可能导致严重的发病率。临床表现是可变的。年幼儿童的双侧肾结石应立即进行原发性高草酸尿症的检查。代谢异常在儿童中更为常见，可导致结石频繁复发。全外显子组测序数据显示约 30% 的结石形成者存在遗传缺陷。24 h 尿液收集应在患者接受正常饮食和正常活动的液体摄入量后进行。红外光谱和 X 射线衍射用于结石分析。在结石碎裂或治疗任何结石相关并发症后，尿液检查应推迟 4-6 周。评估的目标是确定可以进行靶向治疗的可改变的风险因素。手术干预的主要适应症包括疼痛、感染和梗阻。体外冲击波碎石术 (ESWL)、输尿管镜检查和经皮肾镜取石术 (PCNL) 是最常用的，其选择基于结石大小、解剖结构、成分和解剖结构。技术的进步已经允许向微创手术的转变。综合管理需要多学科的团队。肾结石儿童需要长期随访，定期评估结石形成活动并确定结石负荷。诊断原发性高草酸尿症、Dent病、肾小管酸中毒 (RTA) 等疾病时应高度怀疑，因为这些疾病对肾功能和生长有影响。

Introduction

儿童肾结石会导致严重的发病率。在过去的 25 年中，其在发达国家的发病率迅速上升，尤其是在青春期女性和非裔美国人中增加的幅度更大 。近年来的研究表明，肾结石与儿童和成人慢性肾病、心血管疾病和骨折风险增加之间存在令人担忧的关联。据估计，成人肾结石的管理在年度医疗保健支出中占近 20 亿美元而仅在美国，儿科肾结石的住院和急诊室费用预计每年至少为 3.75 亿美元。鉴于这些趋势，医疗服务提供者必须使用最佳策略来诊断和治疗儿童肾结石，并找出原因以降低复发风险。本综述总结了 18 岁以下儿童肾结石儿童的流行病学、诊断评估、保守治疗、手术选择和预防复发的证据。

流行病学

在基于人群的大型观察性研究中，发达国家肾结石的发病率以每年 4-10% 的速度显着上升。一项针对 1997 年至 2012 年南卡罗来纳州儿童和成人的队列研究表明，所有年龄组别和性别的发病率都在增加 。然而，对美国全国范围内的健康索赔数据库中近 1300 万儿童的回顾性分析发现，这一比率仅从 2005 年到 2011 年增加（每 100,000 人年 52.8 到 65.2 例），并在随后几年下降，直到该研究于 2016 年结束（每 100,000 人年 54.1 例），表明未来几年流行病学可能会发生变化。

值得注意的是，大多数研究普遍指出，青少年、女性和非裔美国人的增幅最大。值得注意的是，成人中明显的男性占主导地位，在儿童中没有类似的观察。有趣的是，肾结石在男孩中的第一个十年更常见，其次是女孩在生命的第二个十年。儿童肾结石发病率上升和人口统计学变化的原因仍然存在很大争议。可能的解释包括富含钠的食物和动物蛋白（例如加工食品和快餐）的摄入量增加，以及液体、富含钙的食物、水果和蔬菜的摄入量减少。许多人已经探索了肾结石与肥胖之间的潜在联系。尽管迄今为止对儿童进行的大多数研究并未显示两者之间存在显着关联，但最近一项基于人群的大型分析结果重新引起了人们的兴趣。对处方数据库中 1691 名以色列犹太儿童结石形成者的回顾性分析表明，超重的儿童患肾结石的风险显着（P < 0.01）。需要进一步的研究来明确确定导致小儿肾结石发病率上升的因素。

Evaluation

评估包括完整的病史和体格检查，辅以实验室数据和影像学研究（图 1 和 2）。

图1

肾结石的临床评价。KUB 肾脏膀胱; PTH甲状旁腺激素

图2 肾结石的代谢检查

临床表现

放射至腹股沟的严重急性腰痛的典型成人表现在儿童中并不常见 。年龄较大的儿童和青少年常常主诉腰腹绞痛或腹痛和肉眼可见的血尿，而较年轻的患者更可能出现局部疼痛、呕吐和烦躁等非特异性症状 。在幼儿（<5 岁）中，经常在尿路感染 (UTI) 后发现结石 。这一点很重要，因为阻塞性尿路感染是一种泌尿系统急症，可以迅速升级为败血症。少数病例是由于不相关的原因在影像学检查中偶然发现的，或者在筛查具有易形成结石的医学合并症的患者时发现的 。

病史

病史应侧重于饮食、液体摄入、药物、家族史和可能导致肾结石的特定疾病的存在。与肾结石风险增加相关的其他疾病包括炎症性肠病、短肠综合征、早产、囊性纤维化、Dent病、原发性高草酸尿症、生酮饮食导致的难治性癫痫儿童和长期制动。增加结石风险的各种药物包括某些抗惊厥药（托吡酯）、抗生素（头孢曲松）、利尿剂（呋塞米）、维生素 C 和 D 中毒、促尿酸排泄剂和类固醇。50-75% 的肾结石家族史可能呈阳性。最后，应注意获取详细的饮食史，旨在确定可以轻松改变的饮食习惯，以降低未来结石形成的风险。液体摄入不足和盐分摄入过多是成人和儿童中已证实的主要诱因 。生酮饮食是越来越多的顽固性癫痫综合征的治疗选择，也会促进结石形成。其他风险因素包括过量的动物蛋白、富含果糖的饮料，如苏打水和潘趣酒，以及膳食钙摄入量低。

尿液研究

任何疑似肾结石的儿童都应该进行尿液分析，最好进行尿液显微镜检查。微血尿是检测到的最常见的异常。脓尿和大量菌尿提示伴随尿路感染（UTI）；将尿液标本送去培养以避免漏诊。蛋白尿和糖尿令人担忧肾小管功能障碍是长期或严重肾结石的并发症。显微镜有助于观察某些晶体，这些晶体是潜在代谢异常的特征性晶体，例如六方形胱氨酸晶体和棺材盖鸟粪石晶体。

血清研究

血清肌酐水平有助于检测作为梗阻并发症的急性肾损伤。如果孩子发烧和其他感染特征，则进行血细胞计数和尿培养。

诊断成像

影像学的作用在于确定诊断，阐明结石的大小、位置和负荷，识别易形成结石的泌尿系异常，检测尿路梗阻等并发症，并指导治疗选择。美国泌尿外科协会 (AUA) 和欧洲儿科放射学会 (ESPR) 推荐肾脏超声检查 (US) 作为疑似肾结石儿童的初始成像方式 。CT 仅用于尽管临床高度怀疑，但超声仍无法诊断的情况，或者需要解剖细节来指导手术计划的情况。倡导减少需要诊断成像的儿童的辐射暴露。

尽管敏感性和特异性较低，但 US 已显示出足以识别疑似肾结石儿童的临床显着结石。一项评估超声对 63 例儿童的诊断性能的回顾性分析发现，超声漏诊的结石平均大小为 2.6 毫米。这些发现在另一项前瞻性研究中得到了回应，该研究表明，大多数遗漏的结石阻塞性的可能性小。一项针对成人的类似影像学研究发现，在使用 US 和 CT 扫描之间因漏诊或延迟诊断而导致的严重后果方面没有显着差异。其他专家探索了通过使用额外的方法来提高US敏感度的方法。肾阻力指数和彩色多普勒闪烁伪影等特征。尚不清楚疑似肾结石儿童的附加标准的有效性。与成人相比，使用超声作为儿童首选的初始模式与成人形成对比，鉴于接近 100% 的敏感性和特异性， CT 扫描是金标准。鉴于细胞分裂速度更快和预期寿命更长，儿童特别容易受到 CT 扫描电离辐射的影响 。这种风险在儿童中会增加，因为许多儿童需要重复 CT 扫描或放射学引导的手术程序。对在儿科健康信息系统 (PHIS) 内接受治疗的 7921 名儿科结石形成者进行的一项回顾性分析表明，79% 接受 CT 扫描的儿童在一次肾结石发作时接受了中位数为 2 次的 CT。目前的数据表明，CT 扫描仍然是肾结石儿童中最常见的初始成像方式。最近来自大型患者数据库的回顾性队列研究表明，63-87% 的疑似肾结石儿童接受了 CT 成像作为初始成像。美国泌尿疾病项目最近的一项分析指出，虽然 CT 扫描仍然是最常见的初始方式，但美国使用的比例从 2005 年的 13.8% 激增至 2016 年的 41.7%。

急性管理

一旦诊断成立，管理分为两个阶段。最初的目标是促进结石排出或清除，同时实现症状控制。随着急性发作的解决，管理转向将长期复发的风险降至最低。

管理注意事项

管理的第一步是决定是否需要干预。这取决于与结石（大小、位置、成分）、患者（合并症、病前肾功能）和并发症的存在有关的许多因素。偶然发现肾结石且没有主要危险因素的无症状患者很少需要进一步干预，而因肾绞痛而到急诊室就诊的患者则需要缓解疼痛、控制恶心/呕吐、容量补充和药物驱除治疗。下一步是考虑是否需要紧急手术减压。这在并发症的情况下表明，例如肾功能显着下降、尿路感染梗阻、严重的持续疼痛或孤立功能肾梗阻。选项包括经皮肾造口术 (PCN) 管放置，以及放置逆行输尿管支架的膀胱镜检查。支持在儿童中使用一种干预而不是另一种干预的证据是有限的。在一项研究中，90 名 12 岁以下患有双侧输尿管结石并发急性肾损伤的儿童随机接受双侧输尿管支架置入术或 PCN 管置入术 。尽管后者的并发症明显更多，但当结石尺寸 >2 cm 时，前者的失败率、粘膜并发症和手术时间更长。这些发现表明较大的梗阻性结石受益于 PCN 管减压，而不是输尿管支架置入术。需要更多的研究来得出明确的结论并探索每个程序的有效性。大多数情况会自发解决并需要观察等待；肾结石和输尿管结石分别在 32-50% 和 41-63% 的儿童中自发排出。

在个体患者的基础上，在可用选项之间进行选择很大程度上取决于结石自发排出的可能性。然而，迄今为止，很少有强有力的研究探索与儿童和青少年结石排出相关的预测因素。与大的、近端的结石相比，更小、更远端的输尿管结石更容易自发排出。Dangle 等人在一项单一机构队列研究中确定结石大小是自发排出的最重要预测因素，结石位置仅在双变量分析中显着 。虽然 5 毫米的临界值在成人中已经确立，但尚未确定儿童的特定尺寸临界值。Ayaz 等人的分析。在 52 名超声检测到的输尿管结石患者中，约 90% 小于 4 毫米的结石自发排出，而约 67% 大于 5.0 毫米的结石需要手术干预，提出 4.0-5.0 毫米的宽度可能构成“过渡区” ' 从自然通过到手术干预。该研究的效力不足以查看统计显着性。需要研究来确定预测儿科患者自然通过的临界值，并指导进一步的管理。

保守或药物治疗

如果结石被评估为自发排出的可能性很高，则允许使用支持性药物进行一段时间的观察是谨慎的。保守管理的一个关键租户是确保对存在的疼痛进行充分控制，因为这可以缓解不适（通常会令人难以忍受）并使自发性结石排出更容易。目前，尚无关于儿童最佳镇痛选择的数据，这反映了另一个需要进一步研究的领域。成人肾结石患者疼痛控制的研究表明，对乙酰氨基酚、NSAIDs（酮咯酸）和麻醉剂（吗啡）是同样有效的药物，联合治疗优于单一药物 。

对于进入输尿管的小结石（<5 毫米），考虑使用药物排石疗法以进一步促进结石排出。这采用 α 阻滞剂和钙通道阻滞剂的形式，通过阻断位于远端三分之一输尿管和输尿管膀胱连接处平滑肌内的受体来引起扩张，从而促进结石更容易通过。这种疗法的疗效已在成人中确立 ，但在儿童和青少年中的证据并不多。对儿童和青少年中的小型随机试验和队列研究的系统评价得出结论，药物驱除疗法是有效且安全的，尽管研究质量不令人满意且数量较少 [48, 49]。因此，大多数指南都保留了这样的警告，即药物排石疗法仍处于超适应症范围内并可供考虑，直到完成更多高质量的多中心 RCT。在保守治疗中，在确认结石成功排出后，认为急性发作已解决。应在几周内安排一次后续预约，以确定症状解决方案，获取通过的结石/碎片进行分析，并获得 US 以确认结石通过。

泌尿外科干预

在需要急性减压的情况下（如上所述）或在患者尝试药物治疗失败后，需要转诊泌尿外科进行干预，但对时间框架没有达成共识（表 1）。选项包括体外冲击波碎石术 (ESWL)、输尿管镜 (URS) 碎石术和/或取石术，以及经皮肾镜取石术 (PCNL)。管理的选择取决于结石的大小和位置、外科医生的经验和偏好，以及合适的泌尿外科设备的可用性。

表1 小儿肾结石手术治疗方式比较

Table 1 Comparison of treatment modalities for surgical management of pediatric nephrolithiasis

由于其微创性、简单性、安全性和有效性，ESWL 是儿童近端输尿管小结石的首选手术选择。据报道，短期无石率为 57% 至 97%，长期随访率为 57% 至 92%。ESWL 最适用于小于 20 毫米的肾盂或肾盏结石，并且成功率往往会随着结石大小的增加或位置更靠近输尿管而下降。短期并发症包括肉眼血尿、疼痛、发热、血肿和血肿，发生率通常较低 。儿童 ESWL 的长期安全性仍不确定。来自儿科病例系列的当前数据显示未成熟肾脏没有长期结构或功能损伤，尽管大多数研究受到数量少或随访时间相对较短的限制。最近的一项基于人群的研究发现 ESWL 与患高血压的风险相关 。需要更多的研究来确定 ESWL 在儿童中的长期安全性。

URS 是另一种对婴儿至青少年均安全有效的治疗方式。对于位于输尿管中下部的小于 20 mm 的小结石患者，通常首选这种方法。最近的一项系统评价确定了 14 项研究，涉及 1700 多个 URS 程序，并观察到平均结石清除率为 87.5%，并发症发生率为 10.5%（Clavien I-III）。在 6 岁以下的儿童中观察到更高的失败率和并发症，这表明应避免 URS 或在其之前植入输尿管支架 。PCNL 通常保留用于大结石负荷、复杂结石、严重肾梗阻或感染的急性并发症，或其他泌尿外科手术失败后的残留结石。虽然在众多研究中 PCNL 在这些情况下的疗效通常很高（约 90% 的无结石率），但并发症可能很严重。这些包括需要输血的术中出血、器官损伤和败血症。随着 PCNL 肾镜和碎石探针的不断小型化，诸如 mini-PCNL、ultramini-PCNL 和 micro-PCNL 等技术已被开发出来，以进一步降低并发症的风险，同时保持其功效[58]。与使用 ESWL 和 URS 相比，来自中等大小结石（10-20 毫米）学龄前儿童的小型病例系列数据表明，与使用 ESWL 和 URS 相比，使用 mini-PCNL 的无结石率更高 [59, 60]，但这必须与更长的手术时间、辐射暴露和更多并发症的权衡相平衡。 随着儿童肾结石的急性治疗不断发展，一个重要的关注领域是确定减少辐射累积量的方法。这可能来自许多来源，从诊断性 CT 成像到 URS 和 PCNL 的术中透视指导，以及治疗后的随访扫描，尤其是那些患有更复杂或复发性疾病的患者。一些中心已经在推广使用方案来降低儿科患者的 CT 辐射剂量 。低剂量和超低剂量非对比 CT 协议已在成人中显示出令人鼓舞的结果，设法保持 CT 的高灵敏度和特异性，同时减少辐射暴露量。一些中心正在探索用超声引导取代传统的术中透视来治疗儿童 URS 和 PCNL，并取得了可喜的成果 。在谨慎和 ALARA 原则（尽可能低）的基础上，这构成了进一步研究的重要领域。

预防复发

在急性期之后，重点转移到预防结石病未来的复发。众所周知，儿童容易重复结石形成，比例高达 50% [64]。降低风险的过程包括彻底检查以确定与肾结石相关的代谢异常甚至遗传异常。然后使用该过程的结果来指导制定针对特定患者的饮食建议和药物干预措施。

代谢检查

所有首次发生结石的儿科患者都应进行完整的代谢评估，因为大多数儿童（33% 至 93%）存在潜在的代谢异常，容易形成结石，尤其是年幼的儿童 。结石形成是一个多步骤的过程，包括在泌尿系统内的成核、晶体生长、聚集和滞留。这受易感代谢因素和促进肾结石的叠加环境条件的影响（例如，体积减少或食用富含岩质溶质的食物），必须在评估过程中引出。代谢检查的一个关键组成部分是彻底的尿液分析。24 小时尿液收集是理想的，应尽可能收集。然后应分析尿量、钙、草酸盐、柠檬酸盐、尿酸、胱氨酸、钠、pH 值和草酸钙和磷酸钙的过饱和度曲线，以及肌酐，以验证样品是否充足。对于未受过如厕训练的幼儿，可能难以获得 24 小时尿液收集。这可以用现场尿液样本代替，计算电解质与肌酐水平，例如高钙尿症的尿钙与肌酐比。在儿童中检测到的常见尿液异常有高钙尿症、低柠檬酸尿症、高草酸尿症和高磷酸钙或草酸过饱和；研究对其相对流行率有所不同。尿液研究通常与同时进行的血清电解质面板配对，查看钙、镁、磷酸盐、尿酸、钠、钾、氯化物和碳酸氢盐。显着的电解质紊乱会对患者产生影响。例如，严重的高钙血症需要进一步检查，包括甲状旁腺激素和维生素 D 水平。低磷血症可能会引起对潜在遗传病的怀疑，例如伴有高钙尿症的低磷佝偻病。

结石分析

结石成分提供了对代谢紊乱的洞察。结石一旦通过，就要尽一切努力将其收集起来进行分析。在儿童中，草酸钙是最常见的主要成分，可见于 57-80% 的结石分析。其他常见类型包括混合型、磷酸钙、胱氨酸和鸟粪石。某些结石类型在儿童中不常见，需要进一步检查潜在的遗传疾病：(i) 纯尿酸结石很少见，并怀疑嘌呤代谢缺陷；(ii) 胱氨酸结石并不常见，需要明确诊断；(iii) 黄嘌呤和二羟基腺嘌呤结石提示腺嘌呤磷酸核糖转移酶缺乏症；(iv) 以草酸盐为主的结石之后是原发性高草酸尿症的基因检查。

饮食变化

饮食改变对于降低结石复发的风险至关重要。饮食是尿液成分的重要决定因素 [68]，其控制可调节结石形成的可能性（表 2）

表2 小儿肾结石代谢异常的处理

1. RDA Recommended dialy allowance

在这里，治疗儿科医生在激励和鼓励患者采取必要的饮食改变以降低复发风险方面发挥着重要作用。无论结石类型如何，都应鼓励所有患者饮用足量的水。一般来说，理想的液体摄入量为每日“维持”量的 1.5 倍，在炎热天气或剧烈运动时补充液体。目标尿量估计为婴儿 750 毫升，1-4 岁儿童 1 升，5-10 岁儿童 1.5 升，大龄儿童和青少年 2 升 [69]。消费的饮料类型也很重要。成人研究表明，含糖苏打水和潘趣酒与较高的结石形成风险相关，而咖啡、茶、啤酒、葡萄酒和橙汁与风险降低相关。

钠的膳食摄入量也必须受到限制。低钠饮食与钙基结石患者最为相关，因为过多的钠摄入会增加尿钙。然而，考虑到与肾结石相关的高血压和心血管疾病的长期风险，即使在患有其他结石类型的儿童中，这仍然是明智的。其他建议包括增加水果和蔬菜的摄入量，避免特发性高草酸尿症患者饮食中过量摄入草酸盐，尽管这些措施的证据远不那么可靠。应该消除一些误解——与建议限制蛋白质以降低结石形成风险的成年人不同，对儿童应谨慎行事，因为过度限制可能会影响生长和发育。无论结石形成情况如何，所有儿童都应摄入推荐的每日蛋白质摄入量，但减少高盐加工肉类的摄入量仍然是谨慎的做法。对于钙基结石形成者，无需减少膳食钙的摄入量；事实上，低膳食钙已被证明会导致继发性高草酸尿症，反而会增加成人肾结石的风险 [72]。儿童应按正常情况摄入推荐的每日钙摄入量。

药物

减少复发的药物仅应考虑用于饮食改变难治的复发性肾结石、遗传性肾结石疾病和孤立肾梗阻的儿科患者。对于饮食干预难治的持续性高钙尿症和/或复发性钙基结石患者，可给予噻嗪类药物，通过增强远端肾小管中钠和钙的重吸收来降低尿钙水平。鉴于在成人中看到的有力证据，许多中心对此进行了管理，尽管儿童的数据仍然有限。唯一的儿科研究是由 Naseri 及其同事对一小群非控制性高钙尿症儿童进行的，他们接受了饮食调整、柠檬酸钾和氢氯噻嗪治疗 。一半的研究患者达到正常尿钙。没有评估结石复发，结果可能会受到其他饮食变化和柠檬酸钾的影响。柠檬酸钾可用于低柠檬酸尿症患者，以及增加草酸钙、尿酸或胱氨酸结石患者的尿液 pH 值。迄今为止唯一一项针对儿童的前瞻性研究是由 Sarica 等人进行的，在 125 名患有钙基结石和低柠檬酸尿症的土耳其儿童队列中，观察到柠檬酸钾与 ESWL 后新结石形成减少和残留碎片再生长减慢有关 。奥古兹等人后来进行了一项小型回顾性研究，结果显示经皮肾镜取石术后草酸钙肾结石患儿的结石形成减少，但这没有统计学意义。对于采用生酮饮食的患者，McNally 等人表明经验性柠檬酸钾治疗与较低的肾结石发生率相关，表明其在降低该患者群体中肾结石风险方面的有效性。胱氨酸尿症患者可以服用硫普罗宁，它通过增加胱氨酸的溶解度起作用。吡哆醇可用于特定的原发性高草酸尿症患者。别嘌呤醇用于高尿酸尿症或嘌呤代谢途径紊乱的患者。

结论

与儿童肾结石相关的发病率、医疗保健费用和经济负担不断上升是一个值得关注的问题。需要更多循证研究和合作努力来帮助确定最佳诊断、管理和预防策略。重要的是，随着转向低剂量 CT 方案、超声引导治疗程序和微创手术技术，应将重点放在将这一独特而脆弱的患者群体中的风险降至最低。长期预防复发的关键在于进行彻底的代谢评估，因为这有助于指导个性化的饮食建议和医疗管理。