在联合用药方面，既往则探索了PARPi与替莫唑胺、抗血管生成等药物的联合。替莫唑胺是一款可引起DNA甲基化的烷化剂，一项II期临床研究发现，单药替莫唑胺后线治疗SCLC的ORR可达13%，但该药与PARPi的联合却并未改善患者预后。一项随机、双盲II期临床研究发现，PARPi Veliparib联合替莫唑胺较Veliparib单药虽然改善了患者ORR(39% vs. 42%)，但联合治疗组并未显示PFS的获益，亚组分析发现，SLFN11是患者PFS (5.7 vs. 3.6 个月)及OS(12.1 vs. 7.5个月)的有效区分标志物。另外一项正在进行的研究(NCT02446704)则探索了Olaparib联合替莫唑胺在化疗进展后SCLC患者的疗效，目前I期结果已经公布，13例患者中有5例评价为PR，中位PFS是5.6个月。
此外，PARPi一线与EC/EP方案的联合也有相应的研究，但结果依旧令人失望。在一项纳入128例广泛期SCLC的前瞻性研究中，PARPi Veliparib联合化疗并未改善患者预后，两组的PFS分别为6.1个月和5.5个月(HR=0.75，P=0.06)。
PARPi与血管靶向联合亦有相关探索。Cediranib可通过对VEGF的抑制达到抑制血管生成的目的。在卵巢癌中，Olaparib与该药的联合已经获得成功。但一项II期临床研究发现，在SCLC患者中，单药Cediranib后线治疗SCLC，并无客观缓解出现，但考虑到部分患者出现疾病稳定，一项旨在探索Cediranib联合Olaparib在实体瘤中的疗效及安全性的研究仍然纳入了SCLC作为二线治疗。目前，研究正在进行中(NCT02498613)。
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