实际上，脑转移瘤是最常见的颅内肿瘤，8％~10％的肿瘤患者发生伴神经系统症状的脑转移，肺癌患者脑转移占颅内转移瘤的40％~70％，非小细胞肺癌脑转移治疗牵动着临床肿瘤医生的“神经”，目前手术治疗、放疗、化疗和靶向治疗是主要的治疗方法，如何较好地利用目前这些治疗手段较好地治疗脑转移，延长患者生存、保护中枢神经系统功能等，是不可忽视的一大课题。
肺癌脑转移发生率占所有实体瘤脑转移的40％~60％，其生物学行为侵袭性强，预后差，常伴患者生活质量的下降。目前，针对脑转移的治疗手段有限，孤立病灶多采用手术或立体定向放疗，而多发病灶，则以全脑放疗为主。由于血脑屏障的天然阻隔作用使得药物治疗一直居于比较次要的地位。理论上，肺癌发生脑转移后，血脑屏障会部分破坏，有利于药物的渗透。但临床实践中，无论是对脑外病灶敏感的药物还是能够完全透过血脑屏障的化疗药物，如亚硝脲类、VM-26等，疗效并不理想。而近年来涌现出的一些新药，如替莫唑胺、培美曲塞以及小分子酪氨酸激酶抑制剂，无疑为脑转移患者带来了一线曙光。
替莫唑胺同步放化疗治疗脑转移疗效显好，替莫唑胺（TMZ）是一种新型的咪唑四嗪类烷化剂，口服吸收完全，生物利用度高，可透过血脑屏障，其在脑胶质瘤中的疗效已获证实，在肺癌等实体瘤脑转移中的疗效亦初显端倪。一项意大利的Ⅱ期研究评价了TMZ单药标准治疗（150~200
mg/m2/d, d1~5,每28天重复）作为非小细胞肺癌（NSCLC）脑转移挽救治疗的疗效。研究入组30例NSCLC患者，结果显示，脑转移灶客观缓解率（ORR）为10％，总体的至疾病进展时间（TTP）和总生存期（OS）分别为3.6个月和6个月，其中获得客观缓解的患者TTP和OS分别达到了11~19个月和14~24个月。另外一项Ⅱ期研究采用TMZ每日低剂量（75 mg/m2/d, d1~21，每28天重复）的方式治疗复发难治的NSCLC，其中合并脑转移的患者占39％，疾病控制率（DCR）为16.2％，TTP和OS分别为2.4个月和3.3个月。这两项临床研究均显示TMZ作为NSCLC脑转移二线以上的治疗有一定疗效，值得开展Ⅲ期临床研究。
TMZ联合放疗治疗脑转移同样显示出较好的疗效。法国一项Ⅱ期临床研究对50例脑转移的NSCLC患者采用TMZ联合顺铂化疗序贯全脑放疗，结果显示ORR为16％，TTP和OS分别为2.3个月和5个月。而另外两项关于TMZ同期放化疗的Ⅱ期临床研究显示，ORR达到了45％~57.6％，OS更是达到了12~13个月。这几项研究提示同步放化疗可能优于序贯化放疗或单一化疗。
另外，TMZ对于脑转移的预防可能也有一定的作用。有研究显示，TMZ联合拓扑替康治疗NSCLC，仅有8％（3/37例）的患者最终出现了脑转移，远远低于其他文献报道的50％的脑转移发生率，提示TMZ可能具有潜在的预防脑转移的作用。TMZ在肺癌脑转移治疗所显示的作用，值得开展进一步的临床试验。基于TMZ在脑瘤和各种脑转移中的表现，2009版NCCN指南将其作为脑部肿瘤的化疗选择之一予以推荐。