晚期非小细胞肺癌患者使用的第一种化疗方案称为一线。在这次一线化疗无效或有效后，病情再次进展，接下来的化疗方案是二线化疗。因为一线化疗一般都含有铂，除了某些患者（年龄小于60岁，PS评分小于2，一线化疗后疾病进展时间大于12个月），不推荐在二线化疗中再次使用铂1。由于不良反应显着增加且无生存获益，二线化疗中不推荐联合使用两种化疗药物，如多西他赛联合吉西他滨2。美国NCCN指南推荐多西他赛、多西他赛联合雷莫芦单抗、培美曲塞和吉西他滨作为二线治疗的标准药物，其中培美曲塞仅用于非鳞状药物。欧盟 EMA 推荐多西他赛联合尼达尼布作为非鳞状细胞二线化疗方案之一。二线化疗方案的疗效见表1。
多西他赛单药化疗总有效率在5.5-14%之间，中位PFS仅为2.1-4.2个月，疗效不理想。培美曲塞或吉西他滨单药化疗的疗效与多西他赛相似，培美曲塞对ALK或ROS1阳性肺腺癌患者的疗效优于其他化疗药物。化疗药物联合尼达尼布或雷莫芦单抗或贝伐珠单抗可提高疗效，耐受性差，但治疗费用过高，且有禁忌症（鳞癌；肿瘤侵犯大血管；有2度以上病史）肺出血（3个月内新鲜血≥2.5mL）；明显的心功能不全等。
剂量调整
多西紫杉醇和培美曲塞应每三周使用一次，紫杉醇和白蛋白紫杉醇应每周使用一次。中国患者应调整剂量以减少不良反应。例如，多西他赛应从75mg/m2降低到60mg/m2；尼达尼布应根据体表面积选择不同的剂量，对于体表面积≥1.5m2的患者，MTD为BID，对于体表面积<1.5m2的患者，MTD为BID5。贝伐单抗应从 15 mg/m2 降低到 7.5 mg/m2，而不影响疗效6。
使用顺序
多西紫杉醇、培美曲塞、吉西他滨在第3线以上使用时，疗效减弱。当紫杉醇联合贝伐珠单抗用于3线以上时，仍有与2线相似的效果7，白蛋白紫杉醇8、9也是如此。尽管本文中的化疗药物穿透血脑屏障的能力较弱，但由于脑转移患者的血脑屏障已被破坏，临床试验结果证实化疗治疗脑转移的疗效与系统效应。对于有症状或晚期脑转移的患者，在治疗费用和身体耐受的情况下，应采用总有效率较高的方案。
