Antecedentes: Nuestro objetivo fue investigar los cambios en el estado inflamatorio reflejados por los niveles séricos de chitotriosidasa (CHT) y neopterina, y cómo marcadores tumorales específicos como la enolasa neuronal específica (NSE) y el antígeno del carcinoma de células escamosas (SCCA), así como el metabolismo de la vitamina D evaluado por el receptor de vitamina D (VDR) y la 25-hidroxivitamina D (25OHD), se modificaron después del primer ciclo de quimioterapia en pacientes con cáncer de pulmón. Métodos: Realizamos este primer estudio piloto en veinte pacientes diagnosticados con cáncer de pulmón investigando las concentraciones séricas de CHT, neopterina, NSE, SCCA, VDR y 25OHD antes y después del primer ciclo de quimioterapia. Resultados: Los valores post-tratamiento de NSE fueron significativamente más bajos en comparación con los niveles pre-tratamiento (14.37 vs. 17.10 ng/mL, = 0.031). Notamos una tendencia similar en los niveles de neopterina, pero la diferencia fue solo marginalmente significativa (1.44 vs. 1.17 ng/mL, = 0.069). Por el contrario, las variaciones de SCCA, CHT, neopterina, VDR y 25OHD circulantes, antes y después del tratamiento, no alcanzaron significancia estadística. Conclusión: Solo la NSE circulante fue sensible al tratamiento en el primer ciclo de quimioterapia en pacientes con cáncer de pulmón, mientras que los marcadores inflamatorios y el estado de la vitamina D no se modificaron significativamente.