小细胞肺癌的发生与DNA损伤修复通路的部分基因异常表达有关。因此，靶向DNA损伤修复通路的基因是治疗小细胞肺癌的有效途径之一。替莫唑胺可以减少DNA上的O6烷基鸟嘌呤病变，同时具有细胞毒性并引发细胞凋亡。前期临床试验发现TMZ单药治疗复发性小细胞肺癌有一定疗效，但中位PFS仅3.5个月。
由于替莫唑胺抵抗与PARP依赖性碱基切除修复途径有关，PARP抑制剂（veliparib）与替莫唑胺联合相较替莫唑胺单药在部分肿瘤中看到了明显的肿瘤生长延迟和消退。同时，PARP抑制剂也在小细胞肺癌模型中表现出了活性。基于以上两点，研究团队希望进行一项II期随机双盲研究，评估将veliparib加入替莫唑胺，是否可改善4个月的PFS。
一项研究共招募104名复发性SCLC患者，1：1随机分配到替莫唑胺与veliparib联合组和安慰剂组。结果4个月PFS和中位OS在两组之间无差异（这可能与3/4级血液学毒性较多延迟治疗，难治性患者入组较多有关），而替莫唑胺/ veliparib组可以观察到ORR的显著改善。 SLFN11的表达与接受替莫唑胺/ veliparib的患者的PFS和OS的改善相关。
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