目的 :观察三氧化二砷（As₂O₃）胸腔内注射治疗非小细胞肺癌恶性胸腔积液（malignant pleural effusion,MPE）的治疗效果,并对其治疗机制进行探讨。方法:选取2016年1月至2018年6月经病理学或细胞学检查证实的非小细胞肺癌MPE患者48例,采用简单随机化分组分为试验组和对照组各24例,先行胸腔中心静脉置管穿刺及积液引流后,试验组胸腔内注射As₂O₃,对照组胸腔内注射博来霉素（bleomycin,BLM）。评估治疗4周后疗效,观察治疗后不良反应,计算治疗1周期费用,并检测2组治疗前及治疗结束后24 h胸腔积液中红细胞计数、癌胚抗原（carcinoembryonic antigen,CEA）、癌抗原125 （cancer antigen 125,CA125）、CA199、细胞角蛋白19片段（cytokerantin-19-fragment,CYFRA21-1）、鳞状细胞癌抗原（squamous cell carcinoma antigen,SCC-Ag）、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor,VEGF）、肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α,TNF-α）和核因子-κB （nuclear factor-κB,NF-κB）的水平。结果:As₂O₃组治疗的总有效率（70.8%）与BLM组（50.0%）差异无统计学意义（P>0.05）;2组的不良反应主要为发热、胸痛、胃肠道反应及骨髓抑制,未见Ⅲ～Ⅳ度不良反应;胸腔积液CEA、CA125、红细胞计数及VEGF治疗前后变化率As₂O₃组分别为-51.39%±16.60%、-18.92%±57.61%、-46.37%±19.06%、-36.6%±26.53%,BLM组分别为-12.26%±17.44%、-11.34%±11.45%、-18.59%±10.48%、10.97%±28.11%,差异有统计学意义（P值分别为0.000、0.019、0.000、0.000）;治疗后2组胸腔积液CA199水平均较治疗前下降（均P<0.05）,As₂O₃组胸腔积液CA199、CYFRA21-1、SCC-Ag、TNF-α和NF-κB治疗前后变化率与对照组相比,差异无统计学意义（均P>0.05）;As₂O₃组和BLM组治疗1周期费用分别为（1 094.40±0.00）元和（1 277.83±347.30）元,试验组花费低于对照组（P<0.05）。结论 :As₂O₃胸腔注射治疗非小细胞肺癌MPE与BLM疗效相当,不良反应小,治疗费用低,As₂O₃可能通过抑制VEGF通路降低胸膜血管通透性从而控制MPE生成,该治疗方法可考虑临床推广。