用作白血病、恶性淋巴瘤、癌、肉瘤等化疗或免疫抑制的多种抗代谢药物能通过抑制嘌呤、嘧啶或DNA合成而引起巨幼细胞增生或巨幼细胞贫血。这种贫血用叶酸或维生素B12治疗均无效，但停药后能自动消失。
抑制嘌呤合成的药有六巯嘌呤、六硫鸟嘌呤和硫唑嘌呤等。这些药物在引起骨髓抑制和全血细胞减少之前，常先出现巨幼细胞增生。停药后，骨髓内巨幼细胞即消失。
抑制嘧啶合成的药有氟脱氧尿嘧啶和氮杂尿嘧啶。氟脱氧尿嘧啶有抑制dTMP合成酶的作用，使dTMP的合成减少，氟脱氧尿嘧啶在代谢过程中大部分转变成五氟尿嘧啶。氮杂尿嘧啶有抑制乳清酸核苷酸脱羧酶的作用，阻止乳清嘧啶核苷酸转变成尿嘧啶核苷酸，偶尔可致巨幼细胞增多，并有乳清酸及乳清酸核苷自尿排出。
抑制DNA合成的药有应用广泛的阿糖胞苷及羟基脲。阿糖胞苷能抑制DNA聚合酶，羟基脲抑制糖核苷酸还原酶，均能引起巨幼细胞增生。阿糖胞苷所引起的巨幼细胞与典型的巨幼细胞形态上略有不同，用相差显微镜检查，核的外形不很规则，内部结构很不清楚。这种变化在治疗开始后6小时即出现，5天到达高峰，2周时消退。羟基脲在治疗开始后24～48小时内骨髓中即出现显著的巨幼细胞增生。其他抗癌药物如柔红霉素、阿霉素等亦能抑制DNA合成，并发生巨幼细胞增生。
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