培美曲塞最早于2004年2月被美国食品药品监督管理局（FDA）批准用于治疗恶性胸膜间皮瘤，同年培美曲塞又被批准用于晚期非小细胞肺癌的治疗，随后2005年在中国上市。2008年9月美国FDA和欧盟批准用于非鳞状细胞非小细胞肺癌的一线化疗。2009年美国FDA和欧盟批准培美曲塞对非鳞状细胞非小细胞肺癌的维持治疗。
作用机制
培美曲塞是一个新的结构上含有核心为吡咯嘧啶基团的多靶点抗叶酸化疗药物，通过干扰细胞复制过程中叶酸代谢途径而发挥抗肿瘤作用。培美曲塞能够抑制几种与嘌呤和嘧啶分泌相关的叶酸依赖性酶，如胸苷酸合成酶（thymidylate synthase, TS）、二氢叶酸还原酶（dihydrofolate reductase, DHFR）和甘氨酰胺核苷甲酰基转移酶（dihydroflate reductase, GARFT）的活性，通过对这些关键酶活性进行多靶点抑制，使得嘌呤和胸腺嘧啶核苷生物合成减少，从而影响肿瘤细胞DNA和RNA合成。
用途
培美曲塞为新一代抗代谢类化疗药，可抑制叶酸代谢途径中多个关键酶的活性，阻断嘌呤和嘧啶核苷的合成，影响肿瘤的DNA复制，从而有效抗癌。培美曲塞对多种实体瘤有较为明确的抗瘤效果。
抗癌活性
培美曲塞已表现出对多种肿瘤的抗癌活性，包括大肠癌、乳腺癌、肺癌、胰腺癌、间皮瘤及胃癌等。尤其值得注意的是，培美曲塞对骨髓抑制的发生率和严重程度明显低于现在较为流行的一线化疗药物如多西他赛、吉西他滨、诺维本等。该药已被美国FDA批准为NSCLC的标准二线治疗方案。随着培美曲塞广泛用于临床，由于其疗效较好、较低的累积毒性及较低的副反应得到了广泛的认可。鉴于此，FDA于2008年9月30日又正式批准增加培美曲塞的适应症，允许其与顺铂联用作为局部恶化和转移并伴有非鳞状组织学特性的NSCLC的一线治疗方案。