肾结石病是一种常见的疾病，其给医疗保健系统造成了巨大的负担。其中含钙肾结石约占75％左右，且发生率正逐年增加。环境和饮食因素均对原先的遗传背景起着重要影响。值得注意的是，在全球范围内，儿童和成人的肾结石发病率均在增加。这一增长与全面的环境影响和饮食结构改变相关，如高动物蛋白和高钠摄入。此外，由于女性肾结石发病的增高，男女发病率差异正在缩小。 肾结石病具有显著的家族性和遗传性，近年来的遗传学研究已经成功地发现了可能涉及肾结石形成的基因。运用高通量测序技术对肾结石病的成因进行研究促使了发现肾结石病新基因的发现。然而，大多数含钙结石成型仍然是未确定的基因型。
全基因组关联研究和候选基因研究涉及一系列基因参与肾小管成石因素的调控(如对钙、草酸盐、和磷酸盐)以及结晶抑制剂，如柠檬酸盐和镁的调控。此外，结石形成的肾组织表型也提供了一种探索疾病的新方法。通过动物模型探索这些新近发现的机制和治疗干预措施正在研究，希望能够阻止日益增长的肾结石发病率。讨论结石病的基本病因，并在已知的代谢危险因素中寻找结石病的单基因和多因素研究,并结合肾结石疾病的新动物模型，将有助于确定潜在的结石病的机制和新疗法。特发性含钙肾结石可能是由基因和环境因素的相互作用而成。并且，越来越多的证据显示，单基因在钙石形成过程中产生重要作用，其中大部分在童年时期出现。肾结石最常见的类型为草酸钙结石，其潜在的代谢因素为高钙尿、高草酸尿、以及低柠檬酸尿症。 高草酸尿症可由罕见的原发性高草酸尿(PH)(PH,1型、2型、3型) 、常见的肠源性高草酸尿或是特发性高草酸尿引起。有学者已经回顾并更新了PH的分子遗传学及其相关表型。PH包括一种罕见的常染色体隐性条件(患病率为1:58000)，导致草酸盐过度产生，进而形成肾脏草酸钙结石。随着慢性肾脏病病情进展导致全泌尿系统草酸盐沉积。目前3种已知的遗传基因（AGXT、GRHPR和HOGA1）与335例来自罕见肾结石病例的表型密切相关。其症状出现的平均年龄为5.2岁。约占总例数三分之二的AGXT表型（PH1型）病例最为严重，较早的发生终末期肾脏病；其次是GRHPR型（PH2型）突变（占总例数9%）；最后为HOGA1型（PH3）突变（占总例数11％）。通过代谢评估证实PH1型病例有着较高的结石发病率和高草酸盐尿症。尿糖、L-甘油和HOGA的升高可能没有足够的差异来证实PH的亚型和分子遗传学是确诊最精确的方法。在考虑肾移植之前必须对PH晚期表型做出诊断。此外，肾脏结石组的检查还发现了有关单基因结石疾病的其他资料。以前认为单基因结石疾病仅占所有肾结石的2%，两项基因研究表明，肾脏结石疾病的单基因形式可能更为常见。第二代测序可以对涉及单因子肾结石的基因进行高通量分析。 在143例专科诊所招募的肾结石病或肾积水症患儿的队列中发现24例患者出现单基因因素（16.8%）。在常染色体隐性遗传基因中发现了纯合和复合杂合突变，其中包含ATP6V1B1、 ATP6V0A4、 CLDN16、SLC3A1、 CYP24A1、 SLC12A1和AGXT。从显性遗传性疾病基因中发现了杂合变异体ADCY10、SLC4A1、 SLC9A3R1、 SLC34A1、和VDR。对于其他罕见的单基因结石目前也有了新的见解。编码依赖于钠离子的磷酸盐转运蛋白2c的SLC34A3中双等位基因突变，导致遗传性低钙性佝偻病。双等位性SLC34A3突变的患者可能也表现出高钙尿、肾钙质沉积和无结石表型的肾结石。然而，杂合SLC34A3载体具有模拟特发性高钙尿症的生物化学表型，并且可能不存在结石病。 肾结石患者的详细生化表型可以指向一种潜在的分子遗传学诊断，并且不应忽视结石形成的家族遗传模式。此外，这些严格的单基因的模式，尤其是隐性的，需要重新定义，因为杂合性或成双性可能会导致一个(较温和的)表型，只有在额外的环境或饮食诱导下才会患病，例如低的液体摄入或阳光照射下才会表现出来。维生素D途径的基因参与肾结石形成并不奇怪。自从CYP24A1突变被发现是导致婴儿特发性高钙血症的原因，这一基因突变的表型谱已经扩大。成人尿石症患者可能是双等位基因CYP24A1突变的表现，其童年并无明显症状。引起这种肾结石罕见的单一成因的生化特征是升高或高正常水平的血清钙和被抑制的甲状旁腺激素。突变导致25 -羟-维生素D- 24 -羟化酶的功能丧失，此种关键酶作用于24 -羟- 25 -羟-维生素D(24、25 -二羟基维生素D)和24 -羟- 1、25 -二羟基维生素D(1、24、25-三羟基维生素D)。肾结石表型可能会通过增加维生素D摄入量和阳光照射表现出来。 总之，这些由单基因病例和肾结石形成队列的结果表明，单基因结石)必须以系统的方式进行筛选，以了解“特发性结石形成”的遗传载体。令人好奇的是，导致含钙结石的罕见单一成因的基因，如ATP6V1B1和SLC34A1在更广泛的人口研究中，是否已被确定为有风险等位基因，还需要进一步研究。肾结石形成的病理生理学是复杂的，但在多数情况下，有证据表明结石形成具有遗传倾向。鉴于这种遗传性，现代基因组技术已经鉴定出越来越多的单基因结石病。然而，单基因结石病对肾结石形成的作用仍存在争议，必须通过更加全面的临床遗传学研究来解决。GWAS和候选研究让我们注意到肾小管对钙磷处理和结晶复杂遗传的重要性。高钙尿症和高草酸盐尿症是形成结石的关键代谢风险因素，探究这一或其他危险因素的新基因和模型有望为发现新的治疗方法提供理论支持。 
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