小劑量 MTX 化療療效較差，甚至無效，易產生耐藥性。
大劑量或超劑量甲氨蝶呤（MTX）化療，血藥濃度顯著增高，可透過血腦屏障，甚至到達血運不佳的實體瘤。
然而，大劑量 MTX 化療在增高細胞毒作用的同時，患者會出現嚴重的骨髓抑制、消化道反應、腎功能障礙等毒副作用。
因此，大劑量 MTX 必須嚴格監測血液濃度和肝腎功能，化療過程需充分水化、堿化尿液，在正常的細胞遭到致命損害前，及時給與甲酰四氫葉酸（CF）解救。
CF 的解救劑量與化療時間和 MTX 的劑量正相關。CF 多為肌內或靜脈內註射，每 6 h1 次，共持續 3 天。由於 MTX 的消化道毒性，可能吸收較差，故不建議口服。
大劑量 MTX 化療：
6 h 給藥法：MTX 8-12 g/m2+生理鹽水 500 ml，靜滴 6 h，MTX 結束後 6-12 h 開始每 6 h 肌註 CF 15 mg/m2 至 MTX 血藥濃度＜0.1μmo/L。
24 h 給藥法：MTX3-5 g/m2，0.5h 靜脈滴完 1/10 劑量的 MTX+100 ml 生理鹽水；接下來的23.5h 內靜脈泵均勻滴完剩下的 9/10 劑量的 MTX+5% 糖鹽水 1000 ml。MTX 用藥不超 24h。
MTX 結束後 12h 給予 CF，首次劑量為 50 mg/m2，以後每次 15 mg/m2，6 h1 次，共 7-8 次直至 MTX 血藥濃度＜0.1μmo/L。
根據 MTX 血藥濃度調整 CF 解救量
MTX 血藥濃度 ＜1μmo/L，CF 解救劑量為 15mg；
MTX=2μmo/L，CF=30mg；
MTX=3μmo/L，CF=45mg；
MTX=4μmo/L，CF=60mg；
MTX＞5μmo/L，（假設為n×10-6mol/L），則CF=患者體重（Kg）×n。
註意事項
MTX 血液濃度監測：用幹管抽血 2 ml，最後壹次抽血參考 48 h 血液濃度，若最後壹次抽血在下午 2-3 時，患者午餐宜清淡。MTX 有效血液濃度為 1μmo/L 至 10μmo/L，小於 1μmo/L 無效而有副作用，0.25μmo/L 即安全，臨床安全濃度是 0.1μmo/L。
尿常規：化療前排尿，尿常規檢查。保持 PH 在 7-8，若 PH＜7 則臨時口服碳酸氫鈉直至大於 7 再行化療。
水化：化療前 1 天、當天、後 2 天，共 4 天，持續水化不中斷，補液量 3000 mg/m2，補液速度 125 ml/(m2·h)。
堿化尿液：5% 碳酸氫鈉占補液量的 1/10 或每天口服碳酸氫鈉 3-4 g。記錄尿量，尿量少給予呋塞米利尿。
粘膜保護：化療當天起，用 150 mgCF+500 ml 鹽水漱口 3 天。
其他藥物使用：使用大劑量 MTX 應少用其他藥物，以免幹擾血藥濃度；不宜和並應用非甾體類抗炎藥，有致腎衰的報道。