不同类型尿结石患者肠道菌群结构与尿酸代谢的相关性研究

来源期刊：广州医药 | 1398-1403 发布时间：2025-10-20 收稿时间：2025/12/1 11:35:58 阅读量：94

作者：: 谢程国,

张镜伟,

邓业瀚,

关键词：: 肠道菌群尿酸代谢尿酸结石双歧杆菌; intestinal flora uric acid metabolism uric acid stones Bifidobacterium

DOI：: 10. 20223 / j. cnki. 1000-8535. 2025. 10. 011

收稿时间：: 2025-03-24
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目的探讨不同类型尿结石患者肠道菌群结构与尿酸代谢的相关性研究。方法随机选取2022年5月—2023年5月广州市第一人民医院泌尿外科住院的尿结石患者60例为研究组, 选取同期体检中心健康体检人群30名为对照组,按照结石成分将研究组患者分为尿酸组和非尿酸组, 每组各30例, 所有入选患者均接受结石样本、尿样本、大便样本、血样本的采集, 所有样本经光谱、质谱、基因测序、尿常规及血生化检测 , 比较入选对象的肠道菌群及血尿生化指标变化。结果尿酸组和非尿酸组患者的血磷（SNK-q=7.970、3.542）、血BUN（SNK-q=5.647、4.756）、血SUA（SNK-q=8.178、3.623）、血SCr（SNK-q=7.300、5.553）、血LPS（SNK-q=13.101、9.705）及24h尿酸（SNK-q=4.462、6.426）水平均高于对照组, 具有统计学意义（P<0.05）, 尿酸组和非尿酸组患者的血钙水平低于对照组（SNK-q=3.918/3.047, P<0.05）。非尿酸组患者的血磷、血SUA、血LPS均低于尿酸组, 均有统计学意义（SNK-q=4.428、4.555、3.397, P<0.05）。尿酸组和非尿酸组患者肠道中双歧杆菌数量低于对照组, 差异具有统计学意义（SNK-q=3.754、3.143, P<0.05）。非尿酸组患者肠道中乳酸杆菌数量高于对照组和尿酸组（SNK-q=4.105、3.463, P<0.05）, 尿酸组及非尿酸组患者的血尿酸及24 h尿尿酸水平与肠道双歧杆菌数量呈负相关（P<0.05）。结论肠道双歧杆菌数量对结石患者血尿酸代谢及尿结石形成具有相关性。

Objective To explore the relationship of intestinal flora and uric acid metabolism in different urinary stones patients．Methods From May 2022 to May 2023, 60 patients with urinary stones patients in Guangzhou First People’s Hospital were selected as the study group, and 30 health check-up people in the same period of the medical examination center were selected as the control group．Study group was divided into the uric acid group and the non-uric acid group, 30 cases each group, all patients received stone samples, urine samples, stool samples,blood samples collection, mass spectrometry, gene sequencing, urine routine, blood biochemical detection were performed．Intestinal flora and blood urinary biochemical indicators of the patients were compared．Results The levels of blood phosphorus（SNK-q=7.970, 3.542）, blood BUN（SNK-q=5.647, 4.756）, blood SUA （SNK-q=8.178, 3.623）, blood SCr（SNK-q=7.300, 5.553）, blood LPS（SNK-q=13.101, 9.705）, and 24-hour urine uric acid （SNK-q=4.462, 6.426）in the uric acid group and the non-uric acid group were all higher than those in the control group,and were statistically significant（P<0.05）．The blood calcium levels of the patients in the uric acid group and the non-uric acid group were lower than those in the control group（SNK-q=3.918/3.047, P<0.05）．The blood phosphorus, blood SUA and blood LPS levels of the non-uric acid group were all lower than those of the uric acid group, and the differences were statistically significant （SNK-q=4.428, 4.555, 3.397, P<0.05）．The number of bifidobacteria in the intestines of patients in the uric acid group and the non-uric acid group was lower than that of the control group,and the differences were statistically significant（SNK-q=3.754, 3.143, P<0.05）．The number of lactobacilli in the intestines of patients in the non-uric acid group was higher than that of the control group and the uric acid group（SNK-q=4.105, 3.463, P<0.05）．The levels of blood uric acid and 24-hour urine uric acid in the uric acid group and the non-uric acid group were negatively correlated with the number of Bifidobacterium in the intestines（P<0.05）．Conclusions The number of intestinal bisidobacteria has a significant correlation with the metabolism of blood uric acid and urinary stones in patients with stones．

肠道菌群是食糜代谢及肠道健康的重要工具，健康平衡的肠道菌群可以减少内毒素的吸收和增加外源性有害物如尿酸盐的代谢，肠道是人体最大的容菌器官，菌群通过种类和数量的均衡变化可有效控制肠黏膜的增殖和分化，从而保护肠黏膜的完整性和减少外源性损伤^［1］。近年来有报道提出“肠-肾轴”理论，即肠道菌群失衡后容易继发肾脏代谢性疾病，有研究证实，与正常人相比，高尿酸血症患者的肠道中有害大肠杆菌及机会致病菌会增多，而乳酸杆菌等会减少，血液中大量尿酸容易沉积并与钙离子结合形成尿酸钙等诱发肾结石^［2-3］。尽管“肠-肾轴”理论对肾病和肠病关联性研究有指导意义，但是在特定肠道菌群与肾脏疾病的相关性研究缺乏数据支撑。因此，本研究基于相关报道^［4］，通过基因测序、血尿指标变化及质谱分析对肠道菌群与人体尿酸代谢及尿酸结石形成的相关性进行了研究，为益生菌对尿酸结石治疗提供了理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性选取2022年5月—2023年5月在我院泌尿外科住院的尿结石患者60例作为研究组，选取同期体检中心健康体检人群30名作为对照组，按照光谱及质谱检测结果将研究组患者分为尿酸组（仅尿酸结石患者）和非尿酸组（仅非尿酸结石患者），每组各30例。纳入标准：（1）符合2014版《中国泌尿外科疾病诊断治疗指南》中有关尿石症的诊断标准；（2）均为自愿参加；（3）均在广州地区居住半年以上；（4）采样前1个月内未使用过抗生素、微生态活菌制剂，无胃肠道疾病史；（5）对本研究知情且签订知情同意书。排除标准：（1）急性尿路感染和肾功能不全患者；（2）心脑血管疾病、肝脏疾病和血液循环系统疾病患者；（3）过敏体质或多种药物过敏者；（4）精神障碍疾病或沟通障碍疾病患者；（5）有家族结石遗传病史者。本研究采用两样本均数比较的样本量计算公式，n1=n2=2δ² （μ_α+μ_β）2/（μ₁-μ²）2 ，其中α水平为0.05，μ_α=1.960；β为0.1，μ_β=1.282，μ₁-μ₂=4。根据预试验结果，并考虑可能存在20%的样本流失，最终确定总样本量为90例，每组各30例。本研究经本院医学伦理委员会批准（伦理批号：K-2025-079-01），入组患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 样本采集尿结石收集：收集患者激光碎石术后尿液中排出的结石样本行，每例患者的结石样本至少2 g，并做好标记。所有入选人群在入院后均进行尿、粪、血常规等检查，收集尿液样本20 mL（中段尿），粪样本5 g，空腹静脉抽血20 mL，并做好标记。

1.2.2 光谱及质谱对结石成分分析称取收集的患者结石样本1 g，用去离子水清洗、80 ℃烘箱烘干及充分研磨至颗粒大小在2 μm以下压片机压片，采用LIIR-20 型号的结石红外光谱分析系统对结石中无机组成进行分析；对于红外光谱检测后的样本置于含有RIPA裂解液（4.2 g尿素，1.54 g硫脲，0.04 g DTT，0.05 g Tris，去离子水10 mL）的烧杯中搅拌充分混匀，持续吹打至充分裂解后，13 000 r/min 离心5 min ，取上清液至干净EP管中进行冷冻干燥浓缩，-80℃暂存。采用凝胶电泳SDS/PAGE技术对浓缩的上清蛋白质进行分离及纯化，并经考马斯亮蓝染色鉴别蛋白质分子量大小，纯化的蛋白经胶内酶裂解并抽提出肽段，通过液相色谱电离串联质谱进行蛋白成分鉴定。

1.2.3 血浆和尿液中尿酸、电解质及血浆细胞因子检测收集患者空腹12 h后次日清晨抽取静脉血3 mL并同时采集空腹晨尿液10 ~15 mL，收集的血液样本经3 000 r/min离心15 min后分离血清，采用血液生化试剂测定样本中血钙、血磷、血镁、血尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、血尿酸（serum uric acid，SUA）及血肌酐（serum creatinine，SCr）水平，同时依照南京建成生物工程有限公司的酶标检测试剂盒说明书对血清中脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）水平、白介素-1β（interleukin-1 β，IL-1β）水平及黄嘌呤氧化酶（xanthine oxidase，XO）的活性进行酶标分析仪检测；收集的尿液经1 500 r/min离心20 min后取尿液上清，测定样本中尿钙、尿酸、草酸。

1.2.4 肠道菌群数量荧光定量PCR检测采用螺旋管采集入选者的新鲜粪便样本1.5~2.0 g置于10 mL 0.01 mol/L磷酸盐缓冲液中充分振荡混匀后，无菌分装至3支管中，无菌操作取1支粪便混匀液管行10倍梯度稀释至10-7，无菌下取稀释后的粪样混液20 μL接种到不同培养基中，依据培养目的分别进行厌氧和需氧条件下培养，37 ℃ 培养48～96 h后，依据试剂说明书提取DNA并配制PCR反应体系，体系中使用的16s rDNA V3区扩增引物均由上海生工生物工程有限公司合成，每个样本均进行3次重复，对照标准曲线计算每个样本中目的基因的拷贝数，每个菌群数值采用log₁₀ copies/g表示。

1.3 统计学方法

采用SPSS 19.0统计软件进行分析。计数资料用n（%）表示，组间比较采用χ² 检验。正态分布的计量资料用均数±标准差

表示，多组间比较采用单因素方差分析（F检验），相关性分析采用Pearson相关性分析。双尾检验P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组入选患者的一般资料比较

三组患者的年龄，男性患者占比、体质指数（body mass index，BMI）及病程方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。见表1。

表1 三组入选患者的一般资料 [`x±s，n（%），n=30 ]

组别	年龄/岁	男性[n（%）]	BMI/（kg/m2）	病程/月
尿酸组	43.09±8.00	14（46.67）	27.13±7.08	10.87±2.70
非尿酸组	43.31±7.84	15（50.00）	28.24±6.45	11.23±3.43
对照组	42.26±8.13	14（46.67）	28.03±7.11
F/χ2	0.209	0.089	0.319	0.296
P	0.812	0.956	0.728	0.589

注：体质指数BMI（kg/m2）=体质量（kg）/身高2（m2）；病程为自检测确诊至入选研究。

2.2 三组患者的血浆和尿液中尿酸、电解质及血浆细胞因子水平变化

三组患者在血钙、血磷、血BUN、血SUA、血SCr、血LPS、血清XO活性、24 h尿尿酸水平差异有统计学意义（P＜0.05）；其中尿酸组和非尿酸组患者血磷、血BUN、血SUA、血SCr、血LPS及24 h尿尿酸水平均高于对照组（P＜0.05），尿酸组和非尿酸组患者的血钙水平低于对照组（P＜0.05），非尿酸组患者的血磷、血SUA、血LPS均低于尿酸组（P＜0.05）。见表2。

表2 三组患者的血浆和尿液中尿酸、电解质及血浆细胞因子水平

项目	对照组	尿酸组	非尿酸组	F	P	SNK-q对照组vs尿酸组	P对照组vs尿酸组	SNK-q对照组vs尿酸组	P对照组vs尿酸组	SNK-q对照组vs尿酸组	P对照组vs尿酸组
血钙/（mmol/L）	2.22 ±0.09	2.13 ±0.13*	2.15 ±0.15*	4.23	<0.018	3.918	0.003	3.047	0.871	0.552	0.583
血磷/（mmol/L）	1.12 ±0.13	1.30 ±0.11*	1.20 ±0.13*#	15.95	<0.001	7.970	<0.001	3.542	<0.001	4.428	<0.001
BUN/（μmol/L）	4.63 ±0.42	5.20 ±0.54*	5.11 ±0.67*	9.22	<0.001	5.647	<0.001	4.756	<0.001	0.892	0.569
血SUA/（μmol/L）	340.12±40.10	408.00±52.10*	370.19±43.34*#	16.69	<0.001	8.178	<0.001	3.623	<0.001	4.555	<0.001
Scr/（μmol/L）	59.23 ±9.13	72.23 ±10.23*	69.12 ±9.87*	14.53	<0.001	7.300	<0.001	5.553	<0.001	1.746	0.236
血LPS/（EU/ml）	0.28 ±0.13	0.82 ±0.28*	0.68 ±0.24*#	46.23	<0.001	13.101	<0.001	9.705	<0.001	3.397	<0.001
血清XO活性/（U/L）	4.54 ±1.23	7.25 ±2.25*	4.78 ±1.36#	23.97	<0.001	8.844	<0.001	0.783	0.476	8.061	<0.001
24 h尿尿酸/（mmol/L）	3.14 ±1.02	4.33 ±1.14*	4.54 ±1.39*	12.01	<0.001	4.462	<0.001	6.426	<0.001	0.964	0.525

注：与对照组比较，*P<0.05；与尿酸组比较，#P<0.05。

2.3 三组患者不同肠道优势菌群占比变化

三组患者的肠道菌群中肠杆菌、肠球菌和梭状芽孢杆菌数量比较，差异无统计学意义（P＞0.05），尿酸组和非尿酸组患者肠道中双歧杆菌数量低于对照组（P＜0.05），非尿酸组患者肠道中乳酸杆菌数量高于对照组和尿酸组（P＜0.05）。见表3。

表3 三组患者不同肠道优势菌群数量比较

菌群种类	对照组	尿酸组	非尿酸组	F	P	SNK-q对照组vs尿酸组	P对照组vs尿酸组	SNK-q对照组vs尿酸组	P对照组vs尿酸组	SNK-q对照组vs尿酸组	P对照组vs尿酸组
肠杆菌	6.08 ±0.94	6.32 ±1.11*	6.19 ±1.09	0.39	0.676	1.252	0.370	0.574	0.677	0.678	0.649
肠球菌	3.44 ±1.19	3.67 ±1.16	3.66 ±1.23	0.36	0.702	1.055	0.451	1.009	0.484	0.045	0.974
双歧杆菌	5.30 ±1.21	4.44 ±1.34*	4.98 ±1.21*#	4.06	0.021	3.754	0.001	3.143	0.039	0.611	0.546
乳酸杆菌	5.88 ±1.34	6.03 ±1.23	6.84 ±1.27*#	4.88	0.010	0.641	0.653	4.105	<0.001	3.463	<0.001
梭状芽孢杆菌	5.64 ±1.09	5.43 ±1.13	5.39 ±1.22	0.41	0.665	1.002	0.467	1.193	0.406	0.191	0.896

注：代表与对照组比较，*P<0.05；代表与尿酸组比较，#P<0.05。

2.4 不同结石患者的血尿酸及尿中24 h尿酸水平与肠道菌群数量的相关性

尿酸组及非尿酸组患者的肠道双歧杆菌数量与两组患者的血尿酸及24 h尿尿酸水平均呈负相关（P＜0.05），尿酸组及非尿酸组患者的肠道乳酸杆菌数量与两组患者的血尿酸及24 h尿尿酸水平均无相关性（P＞0.05）。见表4。

表4 血尿酸及24 h尿尿酸水平与肠道菌群数量的相关性

肠道菌群	尿酸组				非尿酸组
	血尿酸		24 h尿尿酸		血尿酸		24 h尿尿酸
	r	P	r	P	r	P	r	P
双歧杆菌	-1.000	<0.001	-0.944	<0.001	-0.766	0.043	-0.630	0.047
乳酸杆菌	0.460	0.312	0.212	0.409	0.500	0.211	0.483	0.149

3 讨论

近年来随着肠道健康与多种系统性疾病如糖尿病、免疫力以及骨代谢疾病等的关联性不断被报道，同时肠道菌群关联到不同年龄群体的健康，如何保护肠道降低系统性疾病的发生成为医学研究的热点^［5-7］。肠道健康的关键在于菌群的合理分布，肠道菌群是机体摄入物质分解代谢的重要渠道，完整的肠道菌群结构不仅可提高营养物质的有效分解吸收，同时可分解有害物质降低疾病发生率^［8-9］。据相关报道，人体肠道内的微生物已经与人体存在共生关系，饮食结构、用药以及不良饮食习惯均可以改变肠道菌群分布^［10-11］。肠道微生态的失衡可降低食物中一些物质的分解如嘌呤类化合物，这些化合物经胃肠道酶解消化为尿酸经肠道和肾脏排出，同时部分进入血液-肠道循环后在肠道被进一步降解，当肠道菌群紊乱后，人体血液中尿酸经血液-肠道循环降解能力降低，从而会增加高尿酸血症，高尿酸血症易诱发痛风及尿酸结石^［12-13］。尿酸结石属于尿结石的一种，其严重损害泌尿系统功能，给患者造成痛苦，有研究发现，通过服用柠檬酸钾等降尿酸药物治疗后患者的结石排除率会增加，但是停止治疗后尿酸结石的复发率同样会增加^［14-15］。近年来有研究者用含有酪酸菌的微生态制剂治疗高尿酸血症大鼠，结果显示可有效降低血尿酸水平，但是肠道菌群与血尿酸的代谢关系研究较少，无法有效证明微生态制剂使用后肠道与血尿酸变化的相关性^［16-17］。基于传统药物对尿酸结石治疗后的复发缺陷以及微生态制剂治疗高血尿酸后肠道菌群相关性缺乏数据支撑的现状，因此对肠道菌群与人体尿酸代谢及其与尿酸结石相关性研究具有重要意义^［18］。

本研究通过对入选对象年龄、性别占比、BMI及病程等进行有效筛选后，对同期健康人群、尿酸结石及非尿酸结石患者的尿样及血样生化指标分析，发现三组患者在血钙、血磷、血BUN、血SUA、血SCr、血LPS、血清XO活性、24 h尿尿酸水平、尿草酸钙结石占比、尿磷酸镁铵结石占比及尿酸结石患者占比方面比较，差异有统计学意义（P＜0.05），其中尿酸组和非尿酸组患者血磷、血BUN、血SUA、血SCr、血LPS及24 h尿酸水平均高于对照组（P＜0.05），此结果与既往研究结果相符^［19-20］，结果初步说明患者的血钙和血磷水平上升及氮平衡紊乱对尿结石的形成有间接作用；同时，尿酸组和非尿酸组患者的血钙水平显著低于对照组（P＜0.05），非尿酸组及对照组患者的血SUA、血LPS及血清XO活性均显著低于尿酸组（P＜0.05），此结果进一步说明尿酸结石与血尿酸水平有直接关系，血LPS的增加说明肠道菌群紊乱，肠道菌群紊乱不利于尿酸的降解，尿酸水平的提高刺激尿酸生成关键酶XO活性提高^［21-22］。尿酸组和非尿酸组患者肠道中双歧杆菌数量低于对照组（P＜0.05），非尿酸组患者肠道中乳酸杆菌数量高于对照组和尿酸组（P＜0.05），此结果进一步说明肠道接种双歧杆菌和乳酸杆菌对尿结石有影响^［23］；尿酸组及非尿酸组患者的肠道双歧杆菌数量与两组患者的血尿酸及24 h尿酸水平均呈负相关性（P＜0.05），尿酸组及非尿酸组患者的肠道乳酸杆菌数量与两组患者的血尿酸及24 h尿尿酸水平均无相关性（P＞0.05），此结果有效说明调整肠道中双歧杆菌数量可有效降低血尿酸水平和防止尿结石的形成^［24-25］。

综上所述，不同类型尿结石患者血电解质及血浆细胞因子存在显著差异，尿结石患者的肠道中双歧杆菌和乳酸杆菌的数量会发生变化，其中双歧杆菌数量与尿结石患者血浆及尿液中尿酸的代谢有关，提高肠道双歧杆菌数量对降低血尿酸水平和防控尿酸结石具有重要意义。该研究虽初步揭示了尿结石患者肠道菌群与尿酸代谢的潜在关联，但存在显著局限性：样本量较小导致统计效力不足，难以有效区分结石亚型的菌群差异，且缺乏对性别、年龄及代谢综合征等混杂因素的分层分析；研究设计为单中心观察，单一区域样本限制了结论的普适性。未来需扩大多中心队列规模，结合纵向追踪与宏基因组学，深入解析菌群调控尿酸代谢的分子机制及临床转化路径。

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