肾结石的发病率高，无论是欧美等发达国家，还是发展中国家，平均患病率在10%左右。同时，肾结石也极易复发，5年复发率在50%以上，而且复发结石通常比新发结石长的更快。因此，我们要更关注肾结石的预防策略，但肾结石的高复发率和越来越高的发病率也说明过去的预防策略，包括大量液体摄入和碱化尿液，似乎所起到的作用有限。对于肾结石患者来说，应更注意日常的饮食和饮品的摄入。咖啡是常用饮品之一，早期认为咖啡的摄入可能会增加结石的发生，但越来越多的研究认为咖啡因可抑制肾结石形成，每天摄入一定量的咖啡可一定程度预防肾结石的发生。
咖啡因是世界上使用最广泛的精神类药物，它自然存在于许多植物的叶子和种子中，咖啡因的天然来源主要包括咖啡豆、茶叶和可可豆。超过85%的美国成年人咖啡因日平均消耗量为180mg（大约两杯咖啡的咖啡因含量），英国成年人咖啡因日消耗量也在130mg以上。饮用咖啡之后，咖啡因（1、3、7-三甲基黄嘌呤）会被胃和小肠快速吸收进入血液循环，然后被分布到几乎所有组织和体液当中，在饮用咖啡后15～120分钟内会到达咖啡因的血药浓度峰值，约8～10mg/L。咖啡因的半衰期约5个小时，主要在肝内被细胞色素P450氧化，产生一系列二甲基黄嘌呤代谢产物，随后这些二甲基黄嘌呤会经过脱甲基形成单甲基黄嘌呤最终被氧化为甲基尿酸（methyl-1uric acid ，MUA）等终产物随尿液排出体外，此外还有大约2%的咖啡因会直接随尿液排出体外。目前研究发现正是这些甲基黄嘌呤复合物（咖啡因及其代谢产物）在肾结石（主要是草酸钙结石）的预防中发挥主要作用。
咖啡因主要通过其与腺苷相似的结构，竞争性抑制腺苷，阻断腺苷受体来发挥药理作用，咖啡因的利尿效应就是通过其阻断肾近端小管上皮细胞上的腺苷A1受体引起的，腺苷A1受体缺陷小鼠实验的结果也支持了这一点。咖啡因对于腺苷A1受体的阻断作用也削弱肾小管上皮细胞对于钙离子的重吸收作用，这是咖啡因可导致高尿钙的主要原因。正是由于咖啡因导致的这种高尿钙效应，以及咖啡富含草酸的前体（乙醇酸），早期学者认为喝咖啡可能会增加肾结石疾病的风险。后来研究发现只有约3%～5%来自于咖啡中的乙醇酸会被代谢为草酸，这几乎对结石的形成没有影响，而且摄入咖啡之后，尿液中柠檬酸盐浓度也会增加，其可以通过络合钙离子进而有效抑制草酸钙结石的形成，这种效应可以抵消高尿钙所带来结石风险。此外咖啡因还具有利尿作用，当咖啡因的摄入量超过360mg时（大约4杯咖啡的含量），其利尿效果最为明显，尿量的增加也显著降低了钙离子和草酸盐离子过饱和率，对于结石预防和治疗也有一定的作用。
这些复杂的作用机制使得咖啡和咖啡因与肾结石的关系显得更加扑朔迷离，但从整体上来说，咖啡因对肾结石形成的抑制作用似乎战胜了促进因素，咖啡因能够抑制肾结石形成，可以起到预防肾结石的作用。2014年，三大队列研究总计超过20万人的数据分析结果也证实了摄入含有咖啡因的饮料（咖啡、茶等）可以降低肾结石疾病的风险（26%～31%）。2016年，实验研究也证实咖啡因预防肾结石形成的直接证据，动物实验表明咖啡因可以导致膜联蛋白A1（肾小管上皮细胞表达的一种单水草酸钙晶体连接蛋白）从肾小管上皮细胞的顶端膜转位到细胞质当中（具有剂量依赖性），降低了单水草酸钙结晶对于肾小管上皮细胞的粘附能力，干扰了结石形成的最关键步骤，进而有效预防了结石的形成，这是目前已知的关于咖啡因抑制肾结石形成的唯一直接证据，证明了咖啡因对于草酸钙肾结石形成的抑制作用，但是目前缺乏体内实验数据，我们暂时还不清楚咖啡因预防肾结石疾病的最佳剂量。此外，茶特别是绿茶也具有一定的保护作用，除了咖啡因外，茶叶中富含多酚类化合物，有学者认为这些多酚类物质的抗氧化性是绿茶具有保护作用的主要原因。虽然喝咖啡有助于预防肾结石，但是这并不表示摄入越多越好。2006年文献报道了一个罕见的甲基尿酸肾结石的病例，这位患者每天至少8杯咖啡，过多的咖啡因摄入导致其代谢产物甲基尿酸在肾脏沉积所致，因此，过量的咖啡摄入也可能导致肾结石疾病。此外，除了肾脏以外，腺苷受体还广泛分布于中枢和周围神经系统以及各种器官上，如心脏和血管，所以咖啡因药理作用十分广泛，具有提高情绪、警觉性、认知能力以及升高血压的效果，咖啡因对于孕产妇以及哺乳期妇女、儿童及青少年、心脑血管疾病患者以及某些精神疾病患者（如精神分裂症）的副作用会比较大，应该适当限制咖啡因的摄入。此外，由于咖啡因会导致钙质流失，具有骨折风险的女性也应该严格限制咖啡因的摄入。除了以上几种特殊人群外，普通人群常规量的咖啡因摄入是安全且有益的，除了可预防肾结石，还具有缓解疼痛、改善帕金森综合症和阿尔兹海默症等神经退行性病变的症状以及减缓神经退行性病变的进展等一系列好处。肾结石患者中，除了有明显高草酸尿症和高钙尿症外，摄入一定量的咖啡，每天3到4杯咖啡可以将各种副作用降到最低，对健康利大于弊。
刘宇坤 葛玉成 詹睿超撰写 王文营审校
