另外一个抗血管生成的单克隆抗体药物雷莫芦单抗则在晚期非小细胞肺癌的二线治疗中显示出其作用。REVEL研究这项随机双盲的Ⅲ期临床试验共纳入了1253例含铂化疗后或治疗中进展的Ⅳ期的非小细胞肺癌患者，所有患者均接收每3周一次的单药多西他赛疗，化疗的同时给予10mg/kg体重的雷莫芦单抗或安慰剂；
结果显示雷莫芦单抗组与安慰剂组的中位OS分别为10.5个月和9.1个月（HR 0.86，P=0.023），中位PFS分别为4.5个月和3.0个月（HR 0.76，P<0.0001），ORR分别为23%和14%（P<0.0001），疾病控制率分别为64%和53%（P<0.0001）；
雷莫芦单抗组较安慰剂有更多的不良反应发生，其中白细胞减少、粒细胞缺乏以及粒缺伴发热的发生率及严重程度均高于安慰剂组，出血和高血压的发生率也是雷莫芦单抗组较高，但是3级及更加严重的出血和高血压两组相似。基于此研究美国于2014年底批准作用于血管内皮生长因子受体2胞外区的雷莫芦单抗与化疗联合用于含铂化疗治疗后进展的晚期非小细胞肺癌的二线治疗。
对于驱动基因阳性的晚期非小细胞肺癌患者，酪氨酸激酶抑制剂是其标准的一线治疗。在日本开展的JO25567的Ⅱ期随机对照研究显示，EGFR敏感突变的晚期患者，在口服厄洛替尼的基础上加用每三周一次的贝伐珠单抗，中位PFS由9.8个月延长至16.4个月（HR 0.52，P=0.0005），中位OS没有差别，分别为47.4个月和47.0个月（HR 0.81，P=0.3267），没有显示出联合用药可以改善总生存。在此基础上开展的Ⅲ期随机对照研究NEJ026纳入了更多的受试者，中位PFS由13.3个月延长至16.9个月（HR 0.605，P=0.01537），同样显示出患者有无进展生存获益，但是总生存数据尚未达到。综上所述，对于晚期非鳞非小细胞肺癌患者，无论是野生型还是驱动基因阳性的患者，贝伐珠单抗都是一线治疗的重要组成部分。
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