据了解，局部晚期Ⅲ期和Ⅳ期 NSCLC 患者发生脑转移的机率接近 30%-50%。放化疗是此类患者的标准治疗方法，但化疗药物很难透过血脑屏障，对于颅内的微小病灶几乎没有影响；与化疗药相比，替莫唑胺具有良好的血脑屏障通透性，已证实可使同期辅助放疗的高分化神经胶质瘤患者获益。前期的研究表明替莫唑胺联合 WBRT 可以改善肺癌脑转移患者的无进展生存期。且替莫唑胺单独治疗可使 41% 的复发性脑转移患者得到了局部控制。但是预防性服用替莫唑胺是否有助于防止NSCLC患者的脑转移的发生还不得而知。鉴于此，来自美国马里兰医科大学研究人员进行了一项单独使用替莫唑胺作为预防性用药的研究，探讨其是否能够控制局部晚期 NSCLC 患者的脑转移。结果显示替莫唑胺单一用药不能降低局部晚期Ⅲ和Ⅳ期 NSCLC 患者脑转移的发生率。
该研究为多中心的随机对照Ⅱ期试验，评估替莫唑胺单独使用作为预防性用药物，用于控制局部晚期Ⅲ和Ⅳ期 NSCLC 患者的脑转移的发展。纳入初始治疗结束后的局部晚期 NSCLC 患者，术后予以替莫唑胺维持治疗。共纳入 53 例ⅢA 期、ⅢB 期或Ⅳ期 (Ⅳ期为恶性胸膜 / 心包侵犯)NSCLC 患者。
随机分成对照组或替莫唑胺治疗组 (75mg/m2 连续 21 天，然后停药 7 天，共进行 6 个周期, 若出现进展则停止服药)。主要研究终点是从一线化疗的第 一天开始的 12 个月内患者影像学诊断为脑转移。次要研究终点包括总体生存期，进展时间，首次进展为脑转移和药物毒性。该研究发现, 替莫唑胺预防治疗无效， 早期便被终止。该研究发现，53 例患者中有 45 例可进行评估。TMZ 组和对照组之间在 1 年脑转移发生率分别为 18% 和 13%，平均进展时间分别为 11.7 月和 10.7 月或中位总体生存期分别为 27.1 月和 22.5 月无差异。替莫唑胺组和对照组的副作用发生率分别为 46% 和 19%。
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