Kidney Int Rep. 2021 Jun; 6(6): 1729–1731.

Published online 2021 Mar 27. doi: 10.1016/j.ekir.2021.03.894

PMCID: PMC8207319

PMID: 34169214

Increased Urinary Leukocyte Esterase Distinguishes Patients With Brushite Kidney Stones

Kristin J. Bergsland,1,∗ Fredric L. Coe,1 Tarek M. El-Achkar,2 and Elaine M. Worcester1

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Associated Data

 

尿白细胞酯酶升高可区分磷酸氢钙肾结石患者

磷酸氢钙肾结石患者的肾乳头病变比特发性草酸钙 (CaOx) 结石形成者 (SFs) 更严重。我们已经表明，来自透钙石而非 CaOx SFs 的乳头状组织表现出丰富的中性粒细胞活化，包括中性粒细胞胞外陷阱形成、中性粒细胞对细菌和其他感知病原体的反应。2这种中性粒细胞浸润可以解释在透钙石 SF 的乳突中观察到的疤痕和炎症增加。钙镁石结石复发的风险增加3 ，S1通常是大的和双侧的，4 ，S2并且与 CaOx 结石相比需要更多的取石程序。5他们的患病率正在增加，包括在儿科 SF 中。6 ，S3了解是否可以在尿液中检测到透钙磷石SFs的肾乳头炎症反应信号将是有用的。尿液中的中性粒细胞蛋白，例如白细胞酯酶 (LEU)，通常通过尿液试纸来测量。我们研究了在与感染无关的情况下，是否可以在磷酸氢钙 SFs 的尿液中检测到这种肾脏中性粒细胞升高的信号。

结果

我们研究了从 215 个 SF 收集的 812 个 24 小时尿液样本,尿液中的亚硝酸盐可能表明存在革兰氏阴性菌和感染。当通过 Pearson 卡方分析测试时，结石类型与尿亚硝酸盐阳性无关（补充表 S2）。

我们按石头类型对 LEU 进行了 Kruskal-Wallis 测试。结果为H(3) = 83.8，P  < 0.000001，表明石型种群具有不同的LEU分布。磷灰石、磷灰石、CaOx 和尿酸 SFs 的秩和分别为 83,734、107,123、68,601 和 70,619。组间差异非常显着。我们使用 4 种不同的模型对尿液中 LEU 的方差进行了分析，以观察协变量对 LEU 测量值的影响（表格1）。在模型 1 中，根据性别和年龄调整后，LEU 因结石类型和性别而有显着差异。Brushite SFs 的尿 LEU 显着高于其他 SFs。女性的 LEU 高于男性（0.57 ± 0.04 vs. 0.28 ± 0.03，P  < 0.00001），但结石类型与性别之间的交叉积不显着。

表格1结石类型尿白细胞酯酶方差分析

CaOx，草酸钙；UA，尿酸。

值是平均白细胞酯酶 ± SEM。模型 1 针对性别和年龄进行了调整。模型 2 针对性别、年龄、亚硝酸盐、血液和蛋白质进行了调整。模型 3 针对性别、年龄、亚硝酸盐、血液、蛋白质和尿铵进行了调整。模型 4 针对性别、年龄、亚硝酸盐、血液、蛋白质、铵和 24 小时尿量进行了调整。

a P  < 0.05 与 CaOx 相比。

b 与其他结石类型相比，P < 0.001。

c P  < 0.001 与 UA。

在模型 2 中（表格1)，我们进一步调整了模型 1 的其他可能与可能感染相关的量油尺测量值，例如血液、蛋白质或亚硝酸盐。磷灰石和尿酸 SFs 的尿液中的血液明显多于磷灰石或 CaOx SFs（补充表 S3）。与所有其他组相比，尿酸 SFs 的尿蛋白升高（补充表 S3）。方差分析结果与模型 1 基本相同，只是磷酸氢钙SFs 的 LEU 比尿酸和 CaOx SFs 都多。血液、蛋白质、亚硝酸盐和年龄在该模型中均显着，P  < 0.05。模型 3 (表格1) 增加了对尿铵的调整。高尿铵可指示尿素分解细菌感染。磷灰石 SFs 中的尿铵不高于其他 SFs（磷灰石、磷灰石、CaOx 和尿酸 SFs 分别为 35.3 ± 1.2、32.0 ± 1.2、33.4 ± 1.3 和 34.8 ± 1.6 mmol/l；P  = 不显着所有比较）。血液、蛋白质、亚硝酸盐、年龄和铵在该模型中均显着，P  < 0.05，但添加铵仅略微增加R 2至最终值 0.269。尿素分解细菌不太可能是透钙磷石 SF 尿液中 LEU 增加的原因。模型 4 (表格1) 进一步调整 24 小时尿量。结果与之前的模型基本相同。磷灰石 SFs 尿液中 LEU 浓度的增加不能用尿量的差异来解释（补充表 S1）。

结石清除程序

去除结石的程序可能会损伤肾脏，并可能导致中性粒细胞浸润。磷酸氢钙 SFs 的程序明显多于其他 SFs（补充表 S4）。为了评估取石程序对尿 LEU 的贡献，我们对根据性别、年龄、LEU、血液、蛋白质、亚硝酸盐、铵和尿量以及 程序。LEU 因结石类型和性别差异显着（P  < 0.05），但结石类型和性别的叉积不显着（P  = 0.80）。Brushite SFs 的尿 LEU 高于 CaOx SFs，而结石类型之间的所有其他比较均不显着（图1）。P < 0.05 时模型的其他重要贡献者 是血液、亚硝酸盐、铵和膀胱镜检查的次数。该模型的R 2为 0.402。

试纸白细胞酯酶 (LEU) 按结石类型。对性别、年龄、平均血液、蛋白质、亚硝酸盐、铵、尿量和结石去除程序次数进行完全调整的方差分析结果的缺口箱线图。缺口的变窄代表中位数，缺口的宽度代表中位数的 95% 置信区间。点是个别患者。#P <  0.05。CaOx，草酸钙；UA，尿酸。

讨论

与 CaOx SFs 相比，磷酸氢钙 SFs 中的尿液 LEU 更高。亚硝酸盐和铵在结石类型之间没有差异，因此革兰氏阴性或尿素分解细菌感染不太可能成为 LEU 升高的原因。调整铵、亚硝酸盐和其他可能的感染指标（如血液和蛋白质）的方差模型分析以及结石去除程序的数量，并没有消除这种增加。

我们发现，磷酸氢钙 SFs 的肾乳头中增加的中性粒细胞浸润和中性粒细胞胞外形成将它们与 CaOx SFs 区分开来。与 CaOx SFs 相比，磷酸氢钙 SFs 在石基质中的中性粒细胞标志物也有所增加。我们在这里的工作显示磷酸氢钙与 CaOx SFs 中的尿液 LEU 升高与这些发现相呼应。

其他人使用试纸 LEU 来检测中性粒细胞浸润并预测其他疾病状况中的感染，例如肝硬化（腹水）7和关节感染（滑液）。在炎症性肠病中检测到高粪便中性粒细胞水平，粪便中的 LEU 活性已被研究作为监测炎症性肠病状态的有希望的生物标志物。同样，我们的结果表明，尿液试纸 LEU 可能是肾脏中性粒细胞炎症活动的生物标志物，而不是感染本身。

结石类型之间尿液 LEU 的差异是显着的，反映了对各种结石类型的肾脏组织病理学的了解。CaOx SFs 产生形成 Randall 斑块的间质磷灰石颗粒，但不会损害上皮细胞或引起间质炎症或纤维化。S4尿酸 SFs 形成斑块，在内髓集合管和 Bellini 管中有晶体沉积，但通常不存在或轻度间质纤维化。S5相比之下，钙磷灰石 SFs 具有严重的集合管损伤和间质纤维化以及显着的皮质纤维化和肾小管萎缩。S6羟基磷灰石 SFs 具有中等表型，具有许多管内晶体沉积物，可导致一些乳头损伤，但肾小管萎缩和间质纤维化并不常见。S6每种结石类型的乳头状损伤程度都反映在尿 LEU 的量上，这强化了尿 LEU 是肾脏炎症状况标志物的观点。

这项研究有一些局限性。这是一项回顾性研究，因此无法确定磷酸氢钙 SF 尿液中 LEU 升高的原因，只能确定相关性。尽管我们已尝试通过测量亚硝酸盐和铵盐来调整感染，但不可能在所有情况下都排除感染的存在。这些测定法不会检测到革兰氏阳性但不分解尿素的微生物的感染。同样，不可能排除尿液中的血液作为 LEU 的来源，尽管我们对其进行了统计调整。

总之，我们已经证明尿液中存在与肾中磷酸氢钙结石形成的发病机制一致的中性粒细胞活化的磷酸氢钙特异性分子特征。结果表明，除了预测感染外，尿液试纸 LEU 在 SFs 中也能提供信息，并且可以作为肾脏组织病理学的生物标志物。

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