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目的：通过对培美曲塞二钠单药二线治疗晚期非鳞非小细胞肺癌（non-small celllung cancer，NSCLC）的临床观察，探讨培美曲塞二钠对晚期非鳞NSCLC的临床疗效及安全性。同时探讨血清胸苷酸合成酶（thymidylate synthase，TS）与疗效的相关性。方法：选择2010年1月~2010年12月入院的非鳞NSCLC患者，其中符合入组条件的48例。入选标准为就诊时已经经病理和（或）细胞学确诊且既往接受过含铂类一线治疗的晚期非鳞NSCLC患者。采取随机、阳性平行对照方法，随机将入组患者分为试验组（培美曲塞二钠组）和对照组（多西他赛组），培美曲塞二钠组的治疗方案：注射用培美曲塞二钠，500mg/m2，静滴，第1天；同时口服地塞米松、叶酸和肌注维生素B12。多西他赛组的治疗方案：多西他赛注射液75mg/m2，静滴，第1天；并口服地塞米松。两组每21天为一个治疗周期，4周期为药物研究治疗周期。观察两组疗效及安全性，随访时间至2012年3月30日。对所有入组患者均采用酶联免疫吸附试验法（enzyme linkedimmunosorbent assay，ELISA）测定血清TS含量，通过比较血清TS含量在非鳞NSCLC患者血清TS含量的差异性，了解血清TS含量与疗效、预后之间的相关性。结果：①符合入组标准48例患者全部完成单药二线治疗，其中培美曲塞二钠组25例，多西他赛组23例；②培美曲塞二钠与多西他赛两药单药二线治疗的缓解率为12.0%与8.6%（P>0.05），疾病控制率为60.0%与52.2%（P>0.05）。中位无疾病进展生存期分别为3.3月与3.0月（P>0.05）。③培美曲塞二钠组不良反应小于多西他赛组，其中培美曲塞二钠组Ⅲ~Ⅳ度中性粒细胞减少发生率为4.0%，多西他赛组Ⅲ~Ⅳ度中性粒细胞减少发生率13.04%，P>0.05，无统计学差异。培美曲塞二钠组的疲劳、脱发发生率明显少于多西他赛组，P <0.05。根据国际生存质量量表（FACT-L）生活质量评分培美曲塞二钠组好于多西他赛组。④采用ELISA测定培美曲塞二钠组与多西他赛组的血清TS含量，培美曲塞二钠组的血清TS含量为75.79±51.89pg/ml，多西他赛组的血清TS含量为75.68±60.20pg/ml，两组间比较无统计学意义（P>0.05）。⑤所有患者TS血清含量在不同性别、年龄、病理类型、是否吸烟、体力状况等临床特征比较，不具有差异性，P>0.05。⑥培美曲塞二钠组疾病控制(CR+PR+SD)患者血清TS含量水平均数低于疾病进展(PD)患者血清TS含量水平，CR+PR+SR患者血清TS含量为57.27±38.05pg/ml，PD患者血清TS含量为99.38±59.07pg/ml，之间具有统计学意义（P <0.05）。结论：①培美曲塞二钠与多西他赛单药二线治疗晚期非鳞NSCLC比较，培美曲塞二钠效果较多西他赛稍好，但两者之间无统计学差异。②与多西他赛相比，培美曲塞二钠的不良反应更少，生活质量优于多西他赛。③血清TS含量可作为判断培美曲塞的临床疗效的预测指标之一。