在以前，许多化疗药物并没有特异性的神经系统毒性，这主要是由于这些药物在设计上是用来杀灭散布在相对休眠的神经组织中的活跃的生长细胞;更重要的是由于许多药物不能透过完整的血-脑屏障，从而保护大脑免受药物的毒性作用。近年来，由于化学药物的新进展以及新的给药途径，使得神经毒性增加，并且的确可导致大脑损伤，甚至死亡。化疗方法有时不仅不能帮助患者延长生命，反而发生更多的大脑损伤，因此化疗药物的神经毒性越发引起临床医师的关注。

　　烷化剂

　　经典的烷化剂与DNA链中的嘧啶和嘌呤结合，阻止DNA链的复制和/或精确转录，从而杀灭细胞。氮芥(N H2)是首个烷化剂类药物，后逐渐被其他药物代替，如环磷酰胺。通常情况下，烷化剂类抗肿瘤无神经毒性作用，个别神经毒性病例可能与非常规的剂量或给药途径有关。氮芥严重的神经毒性表现为意识混乱、定向障碍、头痛、幻听、幻视、嗜睡、震颤、截瘫、癫痫、眩晕等，可发生于静脉给药后0至34天(平均4天)，剂量在0.3~2mg/kg之间，病程持续1 ~76天(平均14天)。剂量增加可导致神经系统损伤程度增加。尸检未发现有神经元变性和白质、灰质神经胶质病变。

　　另外一组作用机理与烷化剂相似的药品是亚硝(基)脲，是治疗恶性神经胶质瘤的主要化疗药物。亚硝(基)脲的主要毒性作用是骨髓抑制和肺、肝、肾功能障碍。常规剂量下一般不发生中枢神经系统毒性作用，但有研究报告高剂量或/ 和联合放疗，可能会发生严重的脑损伤，如神经元缺失、神经胶质增生、肿瘤远处组织坏死等。高剂量卡莫司汀与顺铂联合化疗，甚至可发生双侧视网膜动脉分支闭塞、双眼失明以及累及下肢的腰骶部脊髓病变等。

　　甲氨蝶呤

　　甲氨蝶呤是一类具有抗代谢特性的化学药品，通过竞争性抑制二叶酸还原酶，阻断后者催化叶酸转化成四氢叶酸，从而干扰胸腺嘧啶脱氧核酸和嘌呤的合成，抑制DNA合成及细胞增殖，并在一定程度上影响蛋白质及RNA的合成。由于甲氨蝶呤可特异性的作用于细胞周期(S期)，故对细胞增殖较快的组织，如肿瘤、骨髓、上皮细胞或胚胎细胞较为敏感。

　　常规低剂量全身给药时，甲氨蝶呤无中枢神经系统毒性。只有在治疗或预防脑膜白血病，对白血病患儿鞘内给药时，可能会产生一过性或永久性神经毒性作用。无菌性脑膜炎是鞘内注射甲氨蝶呤后最常见的一过性并发症，可表现为假性脑膜炎、头痛、恶心、呕吐，并常伴有脑脊液淋巴细胞中等度增加。这些症状常发生于给药后6～12小时并持续2~3天，而且再次鞘内注射时一般不会再次发生。

　　脑白质病是甲氨蝶呤给药后比较重大的中枢神经系统慢性并发症，常发生于四种临床情况：1)急性成淋巴细胞性白血病患者，同时接受预防性或治疗性颅内或颅脊髓的放疗和甲氨蝶呤治疗;2)原发性大脑肿瘤的患者接受放疗和鞘内、脑室内甲氨蝶呤或高剂量静脉甲氨蝶呤治疗;3)患有脑膜转移癌的患者接受颅内或颅脊髓放疗和鞘内甲氨蝶呤治疗;4)无中枢神经系统疾病的骨肉瘤患者单纯接受高剂量甲氨蝶呤治疗。

　　脑白质病的主要临床表现为渐进性的神经功能损伤，包括痴呆、发音困难、共济失调、瘫痪，比较严重的病例还可出现癫痫、昏迷，甚至死亡。

　　高剂量静脉和鞘内甲氨蝶呤给药均与脱髓鞘、脑白质坏死、少突胶质细胞缺失、轴索肿胀、脑软化、脑白质萎缩有关。有文献显示甲氨蝶呤引发的神经毒性儿童患者胆碱-肌苷比率降低，这可能与髓磷脂代谢紊乱或糖代谢受抑制有关。甲氨蝶呤还可引起高半胱氨酸相对过量。高半胱氨酸过剩是叶酸缺乏的副产物，可导致小静脉病变。