吉非替尼(Gefitinib 、Iressa、ZD1839)： 是一种表皮生长因子受体酪氨酸激酶抑制剂（EGFR－TKI），是第一个进入临床研究的肺癌分子靶向药物。前期IDEAL1、IDEAL2研究显示对于复治的NSCLC在有效率、1年生存期和生活质量方面取得较好疗效，2003年美国FDA批准其作为DDP和/或多西紫杉醇l治疗后进展NSCLC的二、三线治疗，后来由于ISEL研究中吉非替尼治疗组的生存并无明显受益而被叫停。但分层分析显示吉非替尼治疗可延长东方人、女性、不吸烟、肺腺癌患者的TTP和中位生存时间。SIGN试验也显示吉非替尼治疗含铂化疗失败的晚期NSCLC疗效不低于标准的泰索帝二线治疗，且耐受性更好，因此2006年第一版中国NCCN把吉非替尼作为标准的二线治疗。值得欣慰的是，亚洲进行的多个临床研究已证实，无论是一线还是二线三线治疗，吉非替尼在晚期NSCLC的特定人群中均显示出卓越的效果。中国大陆及台湾、马来西亚、韩国和日本学者共31个已发表的报告证实，吉非替尼二线治疗的缓解率20%，而疾病控制率波动于30%-70%，中位生存时间5-15月。对高选择人群的一线治疗有效率可达40%-90%。
最近分析其中具有EGFR突变和拷贝数高的病人疗效较好。
推荐剂量为250mg(1片)每日1次，空腹或与食物同服。不推荐用于儿童或青少年，对于这一患者群的安全性和疗效尚未进行研究。不需要因患者的年龄，体重，性别或肾功能状况以及对因肿瘤肝脏转移引起的中度或重度肝功能不全的患者进行剂量调整。最常见的药物不良反应( ADRs )为腹泻、皮疹、瘙痒、皮肤干燥和痤疮，发生率20%以上，一般见于服药后一个月内，通常是可逆性的。
厄罗替尼：可选择性地直接抑制EGFR酪氨酸激酶，并减少EGFR的自身磷酸化作用，从而导致细胞生长停止和走向凋亡。与吉非替尼相似，腺癌和不吸烟的女性患者，在厄罗替尼治疗中获益较明显。 BR21中埃罗替尼与安慰剂对比治疗研究结果显示，埃罗替尼可延长晚期化疗失败的NSCLC患者的生存时间，美国因此FDA已经批准埃罗替尼作为晚期NSCLC的二线治疗。进一步分层分析显示EGFR基因拷贝数高的患者进行埃罗替尼治疗后生存明显较安慰剂组延长，而基因无扩增患者的生存与埃罗替尼治疗不相关。
凡德他尼（ZD6474）:
也是多靶点酪酸激酶抑制剂（TKI），可同时作用于肿瘤细胞上皮生长因子受体（EGFR）、血管内皮生长因子受体（VEGFR）和RET酪氨酸激酶。一项临床研究结果比较了凡德他尼和吉非替尼治疗一线或二线化疗失败的168例晚期NSCLC的疗效。与吉非替尼相比，凡德他尼明显地延长了有效率和PFS（分别为8％和1％，11.9周和8.1周，p=0.011）。另一项研究比较了TXT 75mg/m2＋凡德他尼（100mg或300mg）或TXT＋安慰剂对127例ⅢB-Ⅳ期一线铂类化疗失败的NSCLC患者的疗效和毒副作用。结果表明凡德他尼300mg组的有效率，疾病控制率和生存明显优于凡德他尼100mg 组和TXT单药组（有效率分别为18％，26％和11％；疾病控制率各组分别为64％、83％和56％；存活时间分别为18.7周，17.0周和12周）。此外，评价凡德他尼联合紫杉醇（200mg/m2）＋卡铂（AUC＝6）一线治疗ⅢB-IV期NSCLC的初步试验结果可以看出范得他尼并没有明显增加不良反应。
贝伐单抗Bevacizumab（Avastin）：
是针对VEGF人工合成的一种重组人源化IgG1型单克隆抗体，轻链可变区由鼠源部分组成能与VEGF结合，重链固定区和大部分轻链区为人源部分。Avastin特异性结合于VEGF后能阻碍后者与内皮细胞表面受体Flt-1及KDR结合，使VEGF不能发挥促进血管内皮细胞增殖以及肿瘤内血管新生的作用，从而阻断对肿瘤生长至关重要的血液、氧气和其他生长必需的营养供应，使之无法在体内生长和散播转移，令化疗能够在肿瘤中有效发挥作用,进而延缓肿瘤的生长和转移。
2005年Vanderbilt-Ingram癌症中心的研究者们报告了贝伐单抗（Avastin）联合埃罗替尼（Tarceva）治疗非小细胞肺癌的Ⅰ/Ⅱ期临床试验研究结果。40名入组的非鳞状细胞非小细胞肺癌患者接受了Avastin和Tarceva联合治疗，结果显示：客观反应率为20%，总体中位生存时间为12.5个月，通常传统化疗或Tarceva单独治疗NSCLC的客观反应率为10%左右，中位生存时间在6到8个月之间。试验中最常见的副反应是轻到中度的皮疹，腹泻和蛋白尿。该项研究结果提示了分子靶向治疗药物联合使用的可行性和耐受性，其初步显示的疗效也让人鼓舞，为进一步探索分子靶向药物联合治疗肿瘤的疗效提供了依据。
ECOG4599试验是一个Ⅱ/Ⅲ期的随机试验，在878例晚期非鳞状细胞非小细胞肺癌（NSCLC）患者中比较紫杉醇-卡铂联合或联合贝伐单抗（Avastin）治疗的疗效。ECOG4599研究从2001年7月至2004年4月共纳入ⅢB和Ⅳ期非鳞状NSCLC患者，患者被随机分为两组，一组(444例)给予紫杉醇(200mg/m2)联合卡铂(AUC 6)化疗，另一组(434例)在化疗基础上加用贝伐单抗(Avastin，15mg/kg)，均每3周1次。主要终点是总生存期，次要终点是疾病进展时间和安全性。结果显示，化疗联合贝伐单抗组在有效率(27%对10%，P<0.0001)、中位无进展生存期(6.4个月对4.5个月，P<0.0001)均显示明显优势，最重要的是化疗联合贝伐单抗组中位生存时间为12.5个月，单纯化疗组为10.2个月，风险比为0.77，P<0.0001。同时化疗联合贝伐单抗组1年生存率为51.9%，单纯化疗组为43.7%，化疗联合贝伐单抗组2年生存率为22%，而单纯化疗组的生存率为17%。”
较常见的不良反应是高血压和出血，化疗联合贝伐单抗组和单纯化疗组的发生率分别是6%和0.7%，4.5%和0.7%。另外一个不良反应是蛋白尿，约3%~5%的化疗联合贝伐单抗组受试者出现，但肾病性蛋白尿很少。
ECOG4599试验结果是首次发现一个靶向治疗药物联合标准化疗能提高非小细胞肺癌(NSCLC)的疗效，因此ECOG推荐紫杉醇-卡铂加贝伐单抗方案，作为一线治疗非鳞状非小细胞肺癌的标准方案，这一结果已被ASCO评为2005年肿瘤临床研究重大进展。