据介绍，约20%-40%的癌症患者在接受可损害神经的化学治疗（如紫杉烷、奥沙利铂、长春花生物碱、硼替佐米等）后会出现化疗诱发的周围神经痛。疼痛感会在化疗结束后持续数月甚至数年，对患者的生活质量产生巨大的负面影响。化疗引起的周围神经痛一般很难得到有效控制，大多数针对多种药物的随机控制试验均未找出有效的治疗方式。
有证据表明，血清素和去甲肾上腺素双重再摄取抑制剂可有效缓解神经病变相关的疼痛。一些三期研究显示，度洛西汀是缓解糖尿病神经病变疼痛的一种有效途径。 美国密歇根大学护理学院教授Ellen M。 Lavoie Smith和同事们为此进行了一项随机三期试验，目的在于检测度洛西汀是否能缓解癌症患者因化疗引起的周围神经痛。该研究共包括231名年龄为25岁或以上的患者，他们在2008年4月至2011年3月间在相关机构接受了癌症治疗，而研究的跟踪观察在2012年6月结束。根据化疗药物和共病疼痛风险进行分层后，患者随机接受度洛西汀然后是安慰剂或安慰剂然后是度洛西汀的治疗。而患者在接受紫杉醇、其他紫杉烷或奥沙利铂治疗后，其疼痛指数至少要达到4（共分为0-10十个等级），这是化疗所引起疼痛的平均数值。
初步治疗分为两步：第一周内每天服用1粒30毫克度洛西汀或安慰剂的胶囊；剩下四周每天服用2粒30毫克度洛西汀或安慰剂的胶囊。 研究人员发现，初期治疗结束后，先服用度洛西汀的患者出现疼痛明显缓解的情况，疼痛指数平均降幅为1.06，而先服用安慰剂的患者的疼痛指数平均下降幅度则仅为0.34，二者相差0.73。在先服用度洛西汀的患者中，59%报告称疼痛出现缓解，而这一比例在先服用安慰剂的患者中为38%。30%接受度洛西汀治疗的患者报告称疼痛未出现缓解，而10%称疼痛感加剧。 研究人员指出，结果还表明接受奥沙利铂治疗的患者比接受紫杉烷治疗的患者更容易从度洛西汀上获益，效果更明显。而与初期阶段接受安慰剂治疗的患者相比，接受度洛西汀治疗的患者其生活质量的提升幅度更大。
研究人员最后表示，总而言之，5周的度洛西汀治疗可明显改善患者因化疗而出现的周围神经痛，而且度洛西汀对奥沙利铂诱发疼痛的缓解效果比对紫杉烷诱发疼痛的缓解效果更好。