背景和目的:异烟肼、利福平等一线抗结核药物在有效治疗结核病（tuberculosis,TB）的同时,也会对患者造成不同程度的副作用,其中最常见的副作用为肝损伤。肝损伤一旦发生,患者将不得不停药或更换其他药物,导致结核治疗失败的风险增加以及耐药结核病的出现。抗结核药物造成肝损伤的具体机制尚不清楚,可能与药物反应性代谢物诱导肝细胞氧化应激、线粒体损伤等有关。糖尿病（diabetes mellitus,DM）可导致活动性结核发病风险增加,肺结核（pulmonary tuberculosis,PTB）与糖尿病的双重负担受到人们越来越多的关注。项目组先前的研究发现,DM是45岁以上肺结核患者发生肝损伤的独立危险因素。有研究表明,维生素D（vitamin D,VD）缺乏与酒精性肝损伤及非酒精性肝损伤的发生风险增加有关。然而,有关机体VD水平与抗结核药物性肝损伤（anti-tuberculosis drug-induced liver injury,ATLI）发生风险的关系,国内外尚鲜见报道。本课题组前期研究发现VD补充可通过调节氧化应激水平和减轻炎症反应等改善抗结核药物诱发的大鼠肝损伤,但VD补充对于抗结核药物所致DM动物的肝损伤是否具有改善作用尚不清楚。因此,本研究采集了青岛地区住院治疗的肺结核患者的人口学资料和临床资料,检测、分析入院血清VD水平与抗结核药物所致肝损伤发生风险的关联,并进一步观察探讨患者合并DM对该关联是否有影响（第一章）;并建立DM小鼠抗结核药物导致的肝损伤模型,采用不同剂量的VD进行干预,探究VD对异烟肼（Isoniazid,INH）联合利福平（Rifampin,RFP）诱导的DM小鼠肝损伤的保护作用及机制（第二章）,以期为临床预防肝损伤的发生提供科学依据。方法:本研究第一章采用前瞻性队列研究的方法,纳入2017年1月至2019年12月就诊于青岛市胸科医院,确诊为肺结核且住院接受治疗的患者。采用问卷调查收集研究对象的一般人口学特征、生活方式和行为习惯,并进行体格测量。收集患者临床病历资料,同时采集患者入院时的外周血,送至检验科分析生化及血常规指标,并采用放免法测定血清25（OH）D浓度,随访患者治疗期间肝损伤发生情况。参照美国医学研究所（Institute of Medicine,IOM）推荐的标准判断机体VD营养状况,采用单因素及多因素logistic回归方法分析VD水平与肝损伤发生风险的关系,并根据是否合并DM、年龄以及BMI进一步分层分析。采用受试者工作特征曲线（receiver operator characteristic curve,ROC）计算曲线下面积（the area under the curve,AUC）,对VD水平对肝损伤发生的预测价值进行初步评估。第二章采用动物实验的方法,通过注射链脲佐菌素及高糖高脂饲料喂养建立DM小鼠模型后,按照体重随机分为6组,每组15只,分别为DM对照组、肝损伤模型组、低剂量VD干预组、中剂量VD干预组、高剂量VD干预组以及阳性对照（二甲双胍,MTF）组。每天进行两次灌胃,第一次灌胃DM对照组和肝损伤模型组分别给予0.5%羧甲基纤维素钠溶液,低、中、高剂量VD干预组分别给予130IU/kg、260IU/kg、520IU/kg VD,阳性对照组给予200mg/kg二甲双胍。2 h后进行第二次灌胃,DM对照组给予0.5%羧甲基纤维素钠溶液,其他组均给予100mg/kg的异烟肼和150mg/kg利福平。连续干预28天,末次灌胃后禁食12h,称重、麻醉、摘眼球取血处死小鼠,分离血清,解剖分离肝脏、肾脏等脏器,置于-80℃冷冻保存备用。采用全自动生化分析仪分析小鼠血清中丙氨酸转氨酶（alanine aminotransferase,ALT）、天冬氨酸转氨酶（aspartate aminotransferase,AST）和碱性磷酸酶（alkaline phosphatase,ALP）的活力以及总胆汁酸（total bile acid,TBA）、直接胆红素（direct bilirubin,DBIL）和总胆红素（total bilirubin,TBIL）含量,HE染色观察肝脏组织的病理学特征。酶联免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA）测定血清中25（OH）D的含量,比色法测定肝组织中还原型谷胱甘肽（glutathione,GSH）、谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase,GSH-Px）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性及丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量。实时定量PCR法测定肝脏线粒体DNA拷贝数,荧光探针法检测肝脏线粒体膜电位水平,Western-blot法检测线粒体呼吸链复合物ComplexⅠ～Ⅴ表达水平。结果:本研究第一章共纳入461例肺结核患者,其中有48例患者在治疗过程中发生肝损伤,肝损伤发生率为10.4%。肝损伤患者中VD严重缺乏的比例显著高于未发生肝损伤者（66.7%vs.45.3%,p<0.05）。VD严重缺乏联合年龄、BMI、低蛋白血症、DM及饮酒对肝损伤具有一定的预测作用（AUC=0.74,95%CI:0.67-0.81）。在调整了年龄、BMI、饮酒及DM患病情况后,VD严重缺乏者发生肝损伤的风险是其他患者的2.91倍（OR=2.91,95%CI:1.49-5.69）。根据是否合并DM进行分层分析,结果表明,在调整了相关混杂因素后,VD严重缺乏的PTB患者发生肝损伤的风险是其他患者的2.92倍,在PTB-DM患者中,VD严重缺乏者发生肝损伤的风险是其他患者的3.11倍。根据年龄对患者进行分层分析发现,VD严重缺乏使45岁及以上的患者发生肝损伤的风险增加约4倍（OR=5.13,95%CI:1.94-13.57）,在年龄<45岁的患者中未发现VD严重缺乏与肝损伤风险的关联。根据BMI对患者进行分层分析,结果表明,VD严重缺乏使BMI≥18.5 kg/m2的患者发生肝损伤的风险增加2.3倍（OR=3.33,95%CI:1.44-7.71）,在BMI<18.5 kg/m2的患者中未发现二者之间的关联。第二章动物实验结果发现:（1）与DM对照组相比,干预至第4周时,肝损伤模型组体重显著降低（p<0.05）,其它各组小鼠间体重未见明显差异。（2）肝损伤模型组血清25（OH）D水平较DM对照组显著降低,中、高剂量VD干预组血清25（OH）D水平显著升高。（p<0.05）（3）肝损伤模型组小鼠血清中ALT、AST、ALP、TBIL、DBIL和TBA水平较DM对照组均显著升高（p<0.05）;中、高剂量VD干预组的小鼠血清ALT、AST、ALP、DBIL较肝损伤模型组显著降低（p<0.05）。（4）肝损伤模型组可见肝细胞排列紊乱、炎性细胞浸润、气球样变等病理变化,VD补充改善了肝脂肪变性及肝细胞坏死的病理变化。（5）肝损伤模型组肝脏中GSH-Px及SOD活性较DM对照组显著降低（p<0.05）,MDA含量显著升高（p<0.05）。中、高剂量VD干预组GSH-Px及SOD活性较肝损伤模型组显著升高（p<0.05）,MDA含量显著降低（p<0.05）。（6）肝损伤模型组线粒体膜电位较DM对照组显著降低,中、高剂量VD干预组小鼠肝脏线粒体膜电位显著高于肝损伤模型组（p<0.05）。（7）肝损伤模型组小鼠的肝脏线粒体DNA拷贝数较DM对照组数值上有所降低,但差异无统计学意义（p>0.05）。VD干预组肝脏线粒体DNA拷贝数显著高于肝损伤模型组（p<0.05）。（8）与DM对照组相比,模型组肝脏ComplexⅡ表达量显著下降（p<0.05）,未发现VD干预对5种Complex具有显著调节作用。结论:VD严重缺乏是肺结核患者发生药物性肝损伤的独立危险因素,且合并糖尿病时,两者之间的关联更密切。VD严重缺乏联合年龄、BMI、低蛋白血症、饮酒及DM患病情况对抗结核药物性肝损伤可能具有一定的预测价值。VD通过降低氧化应激水平,抑制线粒体膜电位降低以及维持线粒体DNA拷贝数稳定改善异烟肼联合利福平诱发的糖尿病小鼠的肝损伤。