近年来，随着对肿瘤生物学行为及分子机制的深入研究，涌现出了诸如靶向治疗、免疫疗法等许多新的治疗手段，使得肿瘤患者的生存期取得了较大的提高^[1]。尽管如此，上述治疗方法效果仍然不够理想。因此，有研究者尝试将目光投向了既往已批准的价廉、具有抗肿瘤活性的药物，如双硫仑(disulfiram)。双硫仑起初用于治疗酒精依赖，临床应用过程中，发现其具有抗肿瘤作用^[2]，但具体分子机制一直未能完全阐明。随着精准实验技术的发展，关于双硫仑抗肿瘤的机制、临床研究及在放射生物学中的研究不断增多，现就双硫仑的抗肿瘤分子机制、临床研究及在放射生物学中的研究进展做一综述。

双硫仑，商品名“戒酒硫”，为秋兰姆类衍生物，因其可以抑制乙醛脱氢酶，既往用于治疗酒精依赖，具有良好的安全性和耐受性^[3]。20世纪80年代，有研究者发现在动物模型中双硫仑具有抗肿瘤活性，延缓肿瘤生长，但其具体抗肿瘤机制未能详尽阐明^[4]。随后，一个样本量为64例的高危型乳腺癌临床试验显示，术后化疗联合双硫仑对比单纯术后辅助化疗患者6年无病生存率分别为76%和55%，总生存率分别为81%和55%，而且联合双硫仑可以降低患者术后复发率和死亡率^[5]。来自丹麦的一项病例对照研究发现，持续服用双硫仑可以降低恶性黑色素瘤、乳腺癌、前列腺癌的发病率，剂量效应分析显示：高剂量组患者(双硫仑每日口服剂量≥1 000 mg)较低剂量组患者前列腺癌发病率明显降低^[6]。在一项样本量40例Ⅳ期非小细胞肺癌的Ⅱ期临床试验中，双硫仑联合顺铂/长春新碱化疗组相对于单纯化疗组，两组缓解率分别为46%和37%，差异无统计学意义；双硫仑联合化疗组对比单纯化疗组，患者的无进展生存率分别为5.9和4.9个月，P=0.043；总生存率分别为10.0和7.1个月，P=0.041；而且，联合双硫仑治疗组有2例患者达到长期存活^[7]。Huang等^[8]开展的关于胶质瘤的Ⅰ期临床试验数据显示，患者接受放化疗后给予替莫唑胺联合双硫仑，中位无进展生存期达8.1个月，中位总生存期为14.7个月，该研究建议双硫仑最大耐受剂量为500 mg/d，不良反应主要表现为共济失调、谵妄、疲乏，这些不良反应呈自限性，停药后可恢复。近日，来自2000—2013年丹麦国家人口健康中心数据分析显示，共有4 215例肿瘤患者因戒酒而口服双硫仑，1 177例持续服用药物组患者与3 038例停用药物组患者相比，死亡率降低34%；即使在晚期肿瘤患者中，持续用药组患者肿瘤特异性死亡率较停药组患者降低29%；进一步的乳腺癌细胞实验揭示了双硫仑抗肿瘤的详尽机制：双硫仑体内代谢为二硫代氨基甲酸酯，并与铜离子结合形成复合物，浓聚于肿瘤细胞，与NPL4蛋白结合，诱导其聚合，阻断p97-NPL4-UFD1信号通路，诱导热休克反应，从而促使肿瘤细胞死亡；小鼠移植瘤模型证实双硫仑可以抑制肿瘤生长，显著延长生存^[9]。随着双硫仑抗肿瘤分子的明确，其在临床中的应用将越来越广泛。

1.双硫仑对接受辐射的正常细胞的影响及其机制：双硫仑对接受辐射的机体正常细胞影响早就有报道，近年来，其机制不断被阐明。20世纪60年代，Stromme和Eldjarn^[10]发现双硫仑在正常小鼠体内可以转化为二乙基二硫代氨基甲酸酯，进而发挥放射防护的作用，而且直接应用15 mg二乙基二硫代氨基甲酸酯较60 mg双硫仑放射防护作用更明显。Ito等^[11]研究证实双硫仑能够清除机体内自由基。Taylor等^[12]发现在L-929小鼠的纤维细胞系中，双硫仑不仅仅具有放射防护作用，还具有增强细胞放射敏感性的作用，这种双重作用与不同的药物浓度有关，进一步研究发现双硫仑可转化为二乙基二硫代氨基甲酸酯，从而发挥上述作用。在对中国仓鼠细胞进行的照射实验中，Lin等^[13]观察到二乙基二硫代氨基甲酸酯可以增强快反应细胞的放射敏感性。当暴露于γ射线时，大鼠肝脏微粒体发生脂质过氧化反应，随着γ射线照射剂量的增加，这种脂质过氧化反应呈现出线性增强；在预先应用双硫仑的大鼠肝脏中，微粒体脂质过氧化反应明显减轻，当剂量达到50 μmol，双硫仑对肝组织的放射防护作用最强；γ射线能够诱导DNA双链断裂，质粒pBR322DNA超螺旋结构数量减少，双硫仑可以保护质粒DNA，减轻放射损伤；而且可以保护DNA免受芬顿效应所产生的羟自由基带来的放射损伤；在动物实验中，所有小鼠接受4 Gy全身照射，给予双硫仑50 mg/kg饲药后，发现肝脏细胞膜脂质过氧化反应较单纯射线照射组减轻65%，而且，细胞核内DNA所受到放射损伤比率也降低^[14]。双硫仑对正常体细胞的辐射保护作用使得其在肿瘤放射治疗过程中能够最大限度地减轻不良反应，保护机体正常组织。

2.双硫仑对接受放射治疗肿瘤细胞的影响及其机制

(1) 双硫仑与金属离子形成复合物增强放射敏感性机制：由于双硫仑半衰期较短，使得其在体内有效药物浓度难以达到最大抑制肿瘤细胞效果。在多种人类肿瘤中，均观察到了血清及肿瘤组织中铜离子浓度明显升高，研究表明铜离子浓度升高与肿瘤的发生及发展有密切的关系^[9]。乳腺癌细胞培养实验发现，在含有铜离子的情况下，而且与双硫仑浓度比为1:1时，肿瘤杀伤作用最明显，当双硫仑与铜离子复合物的浓度分别为5、10、20 μmol/L时，对肿瘤细胞增殖抑制率分别为55%、65%和85%，进一步升高药物浓度，并不能增加对肿瘤细胞增殖的抑制效果，而且，双硫仑对正常细胞无明显的影响；在雌性裸鼠乳腺癌移植瘤模型中，给予实验组小鼠每日50 mg/kg双硫仑注射，共29 d，对照组小鼠仅观察，结果发现实验组小鼠肿瘤体积仅为对照组的26%^[15]。高剂量的双硫仑(≥10 μmol)主要表现为由氧化应激引起的细胞毒作用来杀伤肿瘤细胞，而低剂量的双硫仑(≤4 μmol)与铜离子结合形成DSF/Cu复合物则可以最大限度地抑制肿瘤；在神经母细胞瘤和胶质瘤的球状体及移植瘤模型中，无论是采用外照射或者是放射性核素治疗，在铜离子存在的情况下，双硫仑增强肿瘤细胞放射敏感性的效果最为明显；双硫仑联合1.88 Gy的γ射线照射对肿瘤细胞的杀伤与单用3.23 Gy γ射线的效果相当^[16]。鉴于肿瘤组织铜离子浓度升高，应用双硫仑，体内吸收后转化为DSF/Cu复合物可增强肿瘤组织放射敏感性，诱导肿瘤细胞凋亡。

(2) 双硫仑抑制肿瘤干细胞增强放射敏感性机制：肿瘤干细胞的存在及对放射治疗不敏感是产生放射治疗抵抗的原因之一^[17]。Wang等^[18]研究发现，双硫仑结合铜离子形成的DSF/Cu复合物具有凋亡诱导作用，通过诱导肿瘤干细胞凋亡，增强肿瘤的放射敏感性；在小鼠乳腺癌模型中，双硫仑(50 mg·kg^-1·d^-1，共8 d)联合放疗(20 Gy，单次)组与单纯放疗组相比，可以将原发肿瘤的生长率降低79.4%，肺转移发生率降低89.6%。Cong等^[19]发现DSF/Cu复合物联合放化疗可以有效地杀伤胰腺癌肿瘤细胞及肿瘤干细胞；而且进一步的小鼠胰腺癌移植瘤模型显示，DSF/Cu复合物(50 mg·kg^-1·d^-1，共8 d)联合放疗(8 Gy，单次)及氟尿嘧啶化疗(10 mg·kg^-1·d^-1，共5 d)的有效率为72.46%，放疗联合氟尿嘧啶有效率仅为30.32%；DSF/Cu复合物联合放化疗显著地抑制肿瘤细胞生长。肿瘤干细胞内活性氧成分的存在降低了放疗对肿瘤细胞的杀伤效果，是导致放疗抵抗的另外一个重要原因。应用活性氧清除剂可以显著地抑制肿瘤干细胞集落生成，从而有可能增加放射敏感性^[20]。肿瘤细胞实验及移植瘤动物实验均显示DSF/Cu复合物是有效的氧化还原反应调节剂，降低活性氧水平，导致肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤生长，而未观察到明显的不良反应^[21]。近年来发现肿瘤初始细胞高表达乙醛脱氢酶，而且该酶被认为是肿瘤初始细胞的标志之一^[22]。双硫仑能够有效地抑制乙醛脱氢酶的活性，实验显示其可以有效杀伤颅脑肿瘤初始细胞，而且可以透过血脑屏障；因此，极有潜力与放疗联合，提高脑部肿瘤的治疗效果^[23]。在对非典型畸胎样/横纹肌样瘤细胞的实验中，浓度仅为50 nmol的双硫仑即可增强肿瘤细胞的放射敏感性，破坏了肿瘤DNA双链，促进了凋亡、自噬及细胞周期阻滞；在小鼠的移植瘤模型中，接受放疗(5 Gy/次，2次)和双硫仑(25 mg·kg^-1·d^-1，共5 d)联合治疗组的小鼠对比仅接受单纯放疗组的小鼠，肿瘤体积明显缩小[(1.02±1.38)mm³ vs. (20.8±16.25)mm³]，生存期显著延长(129 d vs. 76.5 d，P < 0.001)，而且接受双硫仑治疗的小鼠乙醛脱氢酶表达水平明显下降^[24]。双硫仑通过多种途径抑制肿瘤干细胞，增强了放射治疗的敏感性。

(3) 双硫仑抑制泛素-蛋白酶体活性提高放射敏感性机制：在多种肿瘤细胞和组织中，观察到了蛋白酶体活性的异常增强。肿瘤细胞内NF-κB信号传导通路的活化，抑制泛素-蛋白酶体降解异常蛋白是产生放射治疗抵抗的原因之一^[25]。一项在乳腺癌细胞模型中的研究发现，DSF/Cu复合物能够抑制泛素-蛋白酶体系统，从而干扰细胞内NF-κB信号传导通路的活性，降低肿瘤干细胞相关基因ERBB2、SOX9、MYC在转录水平和蛋白水平的表达，增强肿瘤的放射敏感性^[18]。Lun等^[26]发现在胶质瘤细胞系中，剂量浓度为100 nmol的DSF/Cu复合物即可显著增强放疗和替莫唑胺的抗肿瘤作用，当剂量增加至250 nmol时，其抗肿瘤效果更加显著；而且在人复发性初始胶质瘤细胞小鼠颅内移植瘤模型中，DSF/Cu复合物抑制泛素-蛋白酶体，损伤肿瘤细胞DNA的自我修复途径，与单纯口服替莫唑胺或者DSF/Cu复合物组比较，显著提高了放疗联合烷化剂的疗效。在神经母细胞瘤和胶质瘤细胞株中，由于肿瘤细胞放射治疗的再群体化效应，放疗后G₂~M期神经母细胞瘤和胶质瘤细胞数目分别增加22.8%和33.1%，DSF/Cu复合物能够改变蛋白酶体活性，抑制DNA合成，清除细胞周期素依赖性蛋白激酶，阻滞肿瘤细胞进入有丝分裂期，可将G₂~M期神经母细胞瘤和胶质瘤细胞数目分别降低13.3%和12.1%，并增强放疗联合吉西他滨化疗对S期的肿瘤细胞的杀伤作用，剂量分析表明，应用0.3 μmol的DSF/Cu复合物时，肿瘤细胞杀伤效果最为明显，因此，DSF/Cu复合物有希望作为细胞周期特异性放射增敏剂应用于放疗中^[27]。双硫仑对泛素-蛋白酶体系统的抑制作用不仅能够杀伤肿瘤细胞，而且增加了放疗抵抗肿瘤细胞株的放射敏感性。

除上述双硫仑抑制肿瘤细胞机制外，研究显示，双硫仑也可以通过作用于肿瘤表观遗传，抗血管生成抑制肿瘤^[28]。另外，部分细胞实验表明，双硫仑能够与锌离子等重金属离子结合杀伤肿瘤细胞^[29]。然而，双硫仑的这些作用对肿瘤细胞放射生物学的影响目前尚未见报道，迄今尚无多中心、大规模的双硫仑与放疗或化疗联合的临床数据来支持其在临床中的应用。随着放射治疗在肿瘤临床治疗中广泛应用，精准放疗技术的开展对进一步提高肿瘤治疗效果，减轻危及器官不良反应具有重要的意义^[30]。在正常细胞和组织中，双硫仑具有辐射防护特性，而在恶性肿瘤细胞中，其可以增强放射线敏感性而不伴有明显的不良反应，因此，双硫仑是一个非常有前途的与放疗联合的辅助抗癌药物。

双硫仑抗肿瘤分子机制已经阐明，其极有潜力与放化疗结合从而提高治疗效果，减轻不良反应。随着放射生物学不断完善和发展，双硫仑在辅助放化疗中的临床价值将不断被发掘和验证。