本发明提供了一种治疗肿瘤的药物组合物及其应用。本发明首次公开了抗肿瘤候选药物(3Z, 6Z)‑3‑苯亚甲基‑6‑[(5‑叔丁基‑1H‑咪唑‑4‑基)氘代亚甲基]哌嗪‑2, 5‑二酮(代号MBRI‑001，式化合物)在制备治疗癌症的药物中的应用，尤其是与激酶类药物或细胞毒类药物联用可显著增加药效，减少药物使用剂量，降低毒副作用。体内动物实验表明，(3Z, 6Z)‑3‑苯亚甲基‑6‑[(5‑叔丁基‑1H‑咪唑‑4‑基)氘代亚甲基]哌嗪‑2, 5‑二酮(MBRI‑001)联合用药后显示了较好的抑瘤效果，效果优于单独用药，具有良好的临床应用价值和应用前景。