硫化氫是一種無色帶有臭雞蛋氣味的氣體，能夠被氧化生成單質(zhì)硫、二氧化硫、硫酸鹽等。硫化氫溶于水，存在以下電離平衡：HS?H+HS、HS?H+S。在生理條件下（pH=7.4），70%硫化氫以HS形式存在，剩余為游離的硫化氫。硫化氫在有機溶液中具有更高溶解度，約為水中的5倍，這使得硫化氫能夠透過細胞膜。

某些細菌和古細菌以硫化氫作為能源物質(zhì)生存，而在哺乳動物細胞中也發(fā)現(xiàn)了硫化氫的存在。研究發(fā)現(xiàn)大鼠血清中硫化氫濃度為0.2～40.0μmol/L，腦組織中硫化氫濃度為50～160μmol/L，紅細胞也能代謝生成硫化氫。硫化氫的生成主要依賴于3種以半胱氨酸為底物的硫化氫合成酶：胱硫醚-β-合成酶（cystathionine-beta-synthase，CBS）、胱硫醚-γ-裂解酶（cystathionine-gamma-lyase，CGL，又稱CSE）和巰基丙酮酸轉(zhuǎn)移酶（3-mercapto-pyruvate sulfurtransferase，3-MST/MPST）。3種硫化氫合成酶的表達具有組織特異性。CBS主要表達于神經(jīng)系統(tǒng)，在肝臟、腎臟、腸道、子宮和胰島中都有表達；CSE主要表達于心血管系統(tǒng)，包括肺組織；而MPST主要表達于線粒體中。此外機體還能通過非酶促反應生成硫化氫，通過葡萄糖氧化產(chǎn)生的還原當量還原單質(zhì)硫產(chǎn)生硫化氫。機體內(nèi)硫化氫通過線粒體中的氧化反應和細胞質(zhì)中的甲基化進行代謝，還可以通過高鐵血紅蛋白和含有金屬元素或二硫化合物的分子清除。硫化氫作為氣體小分子，具有溶于水且能夠透過細胞膜等理化特點，并且其廣泛表達于機體組織，決定了其參與肺癌的發(fā)生以及自然病程的可能性。

硫化氫與肺癌臨床特征的關(guān)系

硫化氫在包括呼吸系統(tǒng)在內(nèi)的多種系統(tǒng)中都發(fā)揮了重要作用，參與了呼吸系統(tǒng)的多個生理過程，包括胎兒的肺血管和肺泡發(fā)育、呼吸節(jié)奏調(diào)節(jié)、肺循環(huán)、細胞增殖凋亡、纖維化、氧化應激和炎癥等，其代謝異常與哮喘和慢性阻塞性肺疾病等急慢性肺病以及肺癌相關(guān)。

硫化氫對腫瘤的影響在不同部位腫瘤中存在差異，作用機制復雜。硫化氫在肺癌的發(fā)生與發(fā)展中起著重要的作用，研究發(fā)現(xiàn)肺癌組織中硫化氫合成酶和硫化氫產(chǎn)物表達量更高，且其表達情況與肺癌腫瘤大小、分化程度、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)。Wang等在臨床研究中發(fā)現(xiàn)肺癌組織中硫化氫含量為（213.8±88.4）nmol/L，癌旁組織中硫化氫含量為（73.6±37.7）nmol/L，肺腺癌組織中硫化氫合成酶CBS、CSE、MPSTmRNA表達水平更高，Western blot和免疫組織化學結(jié)果顯示，肺腺癌組織中CBS、CSE和MPST的蛋白表達水平也更高，并且CBS和CSE的表達水平與肺腺癌腫瘤大小、臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有一定相關(guān)性，而MPST的表達與腫瘤大小相關(guān)，在其后續(xù)對人肺腺癌A549、95D、NCI-H1395細胞和人正常肺上皮BEAS-2B細胞的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似結(jié)果。

Szczesny等在對肺腺癌的研究中發(fā)現(xiàn)，與癌旁組織相比，腫瘤組織CBS、CSE和MPST表達量更高，硫化氫含量更高，肺腺癌細胞系（A549、H522和H1944）與正常肺上皮細胞系（BEAS-2B）相比，硫化氫合成酶表達量及硫化氫含量也更高。尹輝對125例肺癌標本進行分析發(fā)現(xiàn)，99例肺癌標本CSE表達陽性，20例癌旁組織標本CSE表達陽性，CSE陽性部位主要集中在細胞質(zhì)中并呈棕黃色表達，且其表達情況與臨床分期和淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移有關(guān)，CSE高表達患者5年生存率明顯低于CSE低表達患者。

鮑文華等對40例肺癌組織標本進行分析發(fā)現(xiàn)，30例肺癌組織CSE陽性，10例正常肺組織CSE陽性，其表達與腫瘤大小及分化程度相關(guān)。上述研究表明硫化氫含量及硫化氫合成酶表達量與肺癌的部分臨床特征具有相關(guān)性，但仍需擴大研究的樣本量，與肺癌臨床診斷指標進行對比，或者結(jié)合已有指標構(gòu)建診斷模型，從而為肺癌的治療與診斷提供研究資料。

Unisense微呼吸系統(tǒng)測量肺癌細胞中硫化氫濃度變化

使用與Unisense PA 2000放大器耦合的小型化H2S微呼吸電極。確定肺癌細胞組織中H2S產(chǎn)生的實時動力學。將肺組織勻漿，然后將勻漿在4°C下以5,000 rpm離心5分鐘以去除任何剩余的組織塊。將37°C的1毫升分析緩沖液（PBS中的1mM L-半胱氨酸和2mM吡哆醛-5‘-磷酸鹽）加入到接地良好的法拉第籠內(nèi)的溫控微呼吸瓶中（Unisense）。避免自發(fā)的H2S氧化，氮氣用于對呼吸室中的分析緩沖液進行脫氧。硫化氫傳感器信號穩(wěn)定后，將50μl肺蛋白溶液（10-20mg）注入腔室，實時記錄H2S的產(chǎn)生過程。H2S生成速率在每個跡線的初始最陡坡處確定。

小結(jié)

硫化氫微電極在肺癌的發(fā)生與發(fā)展過程中扮演著重要角色，但仍存在諸多爭議，硫化氫在低濃度或者生理濃度下能夠促進肺癌細胞的增殖、分化和轉(zhuǎn)移，高濃度下卻能抑制肺癌細胞活性，這種效應可以用“鐘型模型”進行解釋，在其他關(guān)于硫化氫對腫瘤影響的文獻中也有類似現(xiàn)象。在肺癌發(fā)展過程中硫化氫濃度變化及肺癌發(fā)展與硫化氫的關(guān)系仍然有待研究。硫化氫可以影響肺癌細胞的線粒體能量代謝及線粒體DNA的修復功能，還可與HIF-1α形成正反饋作用，調(diào)節(jié)血管的生成和PD-L1的表達。硫化氫還能增加肺癌細胞對已有抗腫瘤藥物的敏感性。

硫化氫在腫瘤預防、檢測和治療方面極具應用前景，但仍存在諸多問題。首先，很多研究使用的硫化氫供體（如NaHS）會在短時間內(nèi)釋放大量硫化氫，并不能保證長時間地提高硫化氫濃度，因此使用緩釋的供體進行研究是有必要的。其次，硫化氫能夠自由擴散進入細胞膜，其作用方式復雜很可能是通過多途徑進行調(diào)控，仍然需要大量實驗研究硫化氫是如何影響肺癌細胞，進一步揭示硫化氫在肺癌中的作用機制，以期發(fā)現(xiàn)新的治療靶點。硫化氫抑制劑和添加了硫化氫釋放結(jié)構(gòu)的多種藥物都展現(xiàn)了出色的抗癌效果，都可進一步開發(fā)成為臨床抗癌藥物，但其安全性及有效性仍需要進一步評估和深入研究。

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