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关于另一种常见的癌症药物疗法，请见“标靶治疗”。化学疗法（英语：Chemotherapy），简称化疗（Chemo），是用化学合成的药物来治疗疾病，为目前治疗肿瘤及某些自身免疫性疾病的主要手段之一，是透过干扰细胞中的 DNA、RNA 或蛋白质合成来影响癌细胞的生成[1] （页面存档备份，存于互联网档案馆）。不过在治疗中，普遍会为患者带来明显的恶心及呕吐等副作用，为患者带来不适感。
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化疗中应用的可杀灭肿瘤细胞的药物有时被称为细胞毒药物。许多化疗药物是天然的，比如植物，其他则是人工合成的。目前已有超过50种化疗药物，常用的有：表阿霉素、阿霉素、柔红霉素、丝裂霉素、5-氟尿嘧啶等。这些药物经常以不同的强度联合应用。[来源请求]
化疗是一种全身性治疗手段。对原发灶、转移灶和亚临床转移灶均有治疗作用，但是化疗治疗肿瘤时，不仅会杀伤肿瘤细胞，也可能将正常细胞和免疫（抵抗）细胞一同杀灭，所以化疗是一种“两害相权取其轻”的治疗手段。[原创研究？][1]
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由于癌细胞的增殖比正常细胞快，抗癌药物的作用原理通常是阻断细胞分裂以抑制癌细胞生长，如一些药物可以抑制去氧核糖核酸的复制。
当然，化疗也用于非肿瘤治疗，比如用来杀灭病菌（抗菌化疗）。从这个意义上讲，首先将化疗剂应用于病菌的是保罗·埃利希，他于1909年用含砷化合物治疗梅毒。其他化疗方法还有用于治疗自体免疫性疾病，如多发性硬化症、类风湿性关节炎和抑制器官移植后的排斥反应等。
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西德尼·法伯，现代化疗之父 -
| 癌症类型 | 药物 | 缩写 |
|---|---|---|
| 乳癌 | 环磷酰胺（Cyclophosphamide）、氨甲蝶呤（methotrexate）、5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil） | CMF |
| 阿霉素（Doxorubicin）、环磷酰胺（cyclophosphamide） | AC | |
| 霍奇金淋巴瘤 | 盐酸氮芥（Mustine）、长春新碱（vincristine）、甲基芐肼（procarbazine）、泼尼松龙（prednisolone） | MOPP |
| 阿霉素（Doxorubicin）、博来霉素（bleomycin）、硫酸长春碱（vinblastine）、达卡巴嗪（dacarbazine） | ABVD | |
| 非霍奇金氏淋巴瘤 | Cyclophosphamide、阿霉素（Doxorubicin）、长春新碱（vincristine）、泼尼松龙（prednisolone） | CHOP |
| 生殖细胞瘤 | 博来霉素（bleomycin）、依托泊苷（etoposide）、顺铂（cisplatin） | BEP |
| 胃癌 | 泛艾霉素（Epirubicin）、顺铂（cisplatin）、5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil） | ECF |
| 泛艾霉素（Epirubicin）、顺铂（cisplatin）、卡培他滨（capecitabine） | ECX | |
| 膀胱癌 | 氨甲蝶呤（Methotrexate）、长春新碱（vincristine）、阿霉素（doxorubicin）、顺铂（cisplatin） | MVAC |
| 肺癌 | 环磷酰胺（Cyclophosphamide）、阿霉素（doxorubicin）、长春新碱（vincristine） | CAV |
| 大肠癌 | 5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil）、亚叶酸（folinic acid）、奥沙利铂（oxaliplatin） | FOLFOX |
目前有许多化学疗法相关的治疗策略。化学疗法的目的可能是治愈疾病，也可能是延长病患寿命或是和缓医疗。
- 诱导化疗（Induction chemotherapy）是用化疗药物第一线的治疗方式，这种化疗目的是为了治愈癌症[3]。
- 化疗结合的综合性治疗方案（Combined modality chemotherapy）是合并利用化疗以及其方式来治疗癌症，会使用的方式有外科手术、放射线疗法及/或高温疗法。
- 巩固性化学治疗（Consolidation chemotherapy）是在癌症症状缓解后进行，为的是延长整体无病时间，提高生存率。巩固性化学治疗会和之前的诱导化疗使用相同的药物[3]。
- 增强性化学治疗（Intensification chemotherapy）和巩固性化学治疗一様，但会使用和之前诱导化疗时不同的药物进行治疗[3]。
- 联合化疗（Combination chemotherapy）是在病患身上同时使用几种化疗药物进行治疗，这些药物的原理及副作用都不同，最大的好处是减小只使用一种药物时会出现的抗药性，而且药物使用的剂量也会比较低，降低毒性[3][4]。
- 前导性化疗（Neoadjuvant chemotherapy）是在进行其他局部治疗方式（例如手术）之前先进行的化疗，其目的是在使肿瘤缩小[3]。若是癌症有高度的微转移风险，也会进行前导性化疗[5]。
- 辅助型化疗（Adjuvant chemotherapy）是在放疗或是手术后进行，若是治疗后癌细胞存在的证据并不充份，但癌症复发率又高，就会进行辅助型化疗[3]。辅助型化疗也可以杀死扩散到身体其他部位的癌细胞。因此可以用辅助型化疗来治疗癌细胞的微转移，也减少这些传播细胞造成的复发率[6]。
- 术前后化学治疗（Perioperative Chemotherapy）：在手术前后皆进行化学治疗
- 维持性化疗（Maintenance chemotherapy）是为了让癌症缓解的效果可以持续，之后重复进行的低剂量化疗[3]
- 救援性化疗（Salvage chemotherapy）或姑息性化疗（Palliative chemotherapy）的目的不在治愈癌症，而是在减少肿瘤负荷以及延长预期寿命，一般而言，这类的化疗方案毒性可能会有比较理想的毒性特征[3]。
所有化疗方案的前提都是病患可以承受治疗过程当中不适及副作用。一般会先评估病患的日常体能状态，来确认病患是否可以进行化疗，以及化疗的剂量是否要降低。因为在每一次的疗程中，肿瘤中只会有部份细胞死亡（fractional kill），因此需重复进行数次疗程，让肿瘤可以继续缩小[7]。目前的化疗方案是定期的药物治疗，而其频率以及用药持续的时间会受到药物对病患的毒性所限制[8]。
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