非小细胞肺癌（NSCLC）患者发生脑转移通常是在IV期，通常，手术和放疗不是IV期NSCLC患者的主要治疗手段。但是也不排除个别情况，比如，病灶仅扩散至脑部的一个区域，医生可能会建议进行手术切除。但大多数患者会接受化疗，靶向治疗或免疫治疗等在内的全身治疗方案。另外，姑息治疗对于缓解症状和副作用也起到重要的作用。
NSCLC的一线全身治疗通常取决于肿瘤患者的基因变化情况。对于没有EGFR，ALK或ROS1基因变化的肿瘤患者治疗选择如下：PD-L1高表达的患者，派姆单抗（Pembrolizumab，K药）；PD-L1高表达的患者，免疫药物联合化疗。（如，非鳞癌患者有时使用贝伐单抗与卡铂和紫杉醇联合治疗。）非鳞状细胞癌的患者，免疫药物联合化疗。（如，使用K药与卡铂和培美曲塞联合治疗。）对于发生EGFR基因突变的患者，可以选择酪氨酸激酶抑制剂（TKI）的靶向治疗。如：阿法替尼、厄洛替尼或吉非替尼等。
对于发生ALK基因突变的患者，可选用艾乐替尼（alectinib），布加替尼（brigatinib），色瑞替尼（ceritinib），克唑替尼（crizotinib）或拉罗替尼（lorlatinib）进行靶向治疗。对于发生ROS1基因突变的患者，可选用克唑替尼。
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