肿瘤免疫治疗是应用免疫学原理和方法，提高肿瘤细胞的免疫原性和对效应细胞杀伤的敏感性，激发和增强机体抗肿瘤免疫应答，并应用免疫细胞和效应分子输注宿主体内，协同机体免疫系统杀伤肿瘤、抑制肿瘤生长。
肿瘤免疫治疗近来备受关注，是肿瘤治疗领域的焦点。近几年，肿瘤免疫治疗的好消息不断，目前已在一些肿瘤类型如黑色素瘤，非小细胞肺癌等的治疗中展示出了强大的抗肿瘤活性，并已有肿瘤免疫治疗药物获得美国FDA（Food and Drug Administration, FDA）批准临床应用。肿瘤免疫治疗由于其卓越的疗效和创新性，在2013年被《科学》杂志评为年度最重要的科学突破。
肿瘤免疫治疗有望成为继手术，化疗，放疗，靶向治疗后肿瘤治疗领域的一场革新。而癌症免疫疗法主要面临着三大任务：增强癌细胞免疫靶标性，提高特异免疫分子的癌细胞击杀率以及提高免疫细胞的肿瘤靶向性。
为了进一步了解肿瘤的免疫疗法，我们必须了解免疫系统如何产生针对肿瘤细胞的特异反应。在这一系列反应中， T细胞扮演着最为重要的角色，在肿瘤免疫过程中对来自各种癌细胞的信号分子产生特异反应。
1. T细胞的主场
生物体各个细胞遗传物质完全相同的理论对于T细胞与B细胞来说并不完全适用，T细胞B与细胞在人体内会产生大幅度的DNA重排。
免疫学家把这一过程称为VJD重排，这一过程主要发生在T淋巴细胞发育的过程中，对三个基因区域产生一定程度的影响（可变区V，多样区D以及连接区J）。这种基因重排直接导致了T细胞表面抗原特异性受体结构的多样性，其中便包括针对于肿瘤细胞表面抗原的特异受体结构。
如何使用PCR量化的免疫细胞的克隆多样性
据专家介绍，“当年肿瘤免疫领域的相关研究并为与高通量测序技术结合，而现在，高通量测序技术使我们能够更加清楚而深刻地认识T细胞表面受体编码序列。”
2. 循环肿瘤细胞
Daniel Adams, Creatv MicroTech资深研究科学家说“几年前，人们仅仅对肿瘤中发生着什么有兴趣。而现在，人们逐渐开始关注癌症患者中免疫系统对肿瘤的特殊反应。”
与Adams研究方向类似的科学家们一直在研究着肿瘤细胞与肿瘤细胞改造而成的基质细胞，同样，这些科学家也在研究着非适应性免疫反应，直接检测癌症患者血液成分随时间的变化。
“我们不能在每年都和每次他们发病的时候对研究对象做二次活检，现实条件很难允许我们做到对单个患者的长期研究。”这一现状在某种程度上直接导致了Creatv MicroTech在马里兰与新泽西建立分公司，该公司开发的细胞过滤器CellSieve通过更先进的内置聚合物与工学设计对传统技术进行了极大的提高，能够更高效地对循环瘤细胞与其他基质细胞进行分离，用于后续的临床分析。
“癌症患者进行免疫治疗的过程中，病人的抵抗力会得到重建，癌变则以不同亚型的方式重复发生。在治疗几年之后，原发肿瘤团块将不会再具有分裂与增值能力。”Adams表示。
虽然循环瘤细胞在病人血流中数量极微，每5至10毫升血液中仅有一两个循环瘤细胞。虽然这些血液中的循环瘤细胞活性极低，他们对于癌症患者与临床医师来说具有不可替代的预诊断价值。
“我们在两年间对30多位乳腺癌患者进行了调查，循环瘤细胞成功分离患者的两年内死亡率高达90%，两年半内的死亡率高达百分百。”Adams表示。
此外，现有的技术使得对癌症免疫反应的追踪成为了可能。通过检查基质细胞，CellSieve滤过装置可对不同的细胞流进行收集与检测，进而对集体免疫反应进行评估。
目前，许多研究进展有效地支持了肿瘤发育环境基质细胞与肿瘤细胞共同进化的推论，指出基质细胞标记物的变化能够在很大程度上反应肿瘤细胞的代谢变化。而对于循环系统中肿瘤细胞与基质细胞的检测与分析可以在为研究人员与临床医师提供大量的病理学、生物标记以及分子生物学参考。
3. 抗癌试验
在目前的癌症生物学领域中，大量不同的技术仪器扮演着不可或缺的角色。技术仪器的发展促进着诊断技术的进步，而后者的进步也在更大程度上催生着仪器开发与制造商的不断创新，免疫与肿瘤诊断技术进展在很大程度上体现了这一技术与经济的良性循环。随着肿瘤免疫治疗的不断发展，肿瘤的免疫治疗将与癌症生物学充分结合，补充与丰富现有的产业资本循环形式。
位于圣迭戈的技术公司ACEA Biosciences开发了一种微量滴定板，这种滴定板的底部约75%的面积涂布着金属电极。ACEA的酶标仪xCELLigence可通过电极阻抗变化来对细胞形态与生存能力进行检测与评估。研究人员可以通过相关试剂或非粘着性免疫细胞悬浮液对癌细胞进行追踪与功能检测。
Lamarche博士认为xCELLigence技术系统有效地解决了细胞杀伤实验所面临的一些问题。通过xCELLigence，研究人员与临床医师可以获得细胞代谢的全波段光谱。ACEA认为xCELLigence将会成为癌症患者临床细胞杀伤实验的新标准。
4. 肿瘤免疫治疗的生物信息学
从病情监控到疾病治疗，癌症免疫治疗领域每时每刻都离不开生物信息学的辅助。目前，全球著名信息服务供应商汤森路透的分析师们正在通过编译数据档案和应用先进的分析技术寻找新的免疫治疗靶标。汤森路透生命科学部首席科学家Richard Harrison医生表示，“从本质上来说，在药物开发的每一个阶段，我们都有一个专门的数据库与之关联。”
汤森路透的分析师以及诸如MedaCore与Cortellis的编译数据库都向客户提供与他们科研或临床服务相关的技术支持。“我们可以获取客户的有关数据，使用我们的工具与技术手段帮助他们充分了解他们数据所包含的一切信息。”Harrison博士表示。
汤森路透对策科学家Matt Wampole博士致力于与客户合作，帮助他们了解与熟练使用该公司的技术产品。“我们拥有许多在这一领域经验丰富的专家学者，诸如生物统计学专家，专业的数据监控师与数据分析师将为顾客提供诸如模型识别、患者分层、机制解析与病理深入研究等相关服务。”
Harrison医生对汤森路透的相关工作总结如下：“我们寻找癌症免疫治疗过程中的主要调控分子并将之作为治疗靶标以及生物标记，通过分析与比对患者与策划数据库的基因签名来对患者进行深度分类，进而为他们提供最佳的个性化用药与治疗指导。”
什么是肿瘤疫苗？
肿瘤疫苗，是利用疫苗引发特异性抗肿瘤T细胞反应，从而消灭肿瘤的一种治疗性疫苗。肿瘤疫苗主要包括：肿瘤抗原肽段疫苗，人工合成肿瘤抗原肽段，单独或者与佐剂一起输注入患者体内，通过这些肿瘤抗原肽段来激发机体特异性抗肿瘤免疫反应；树突状细胞疫苗，初始T细胞不能直接识别肿瘤抗原，必须由抗原呈递细胞摄取肿瘤细胞释放的肿瘤抗原，并在细胞内加工处理成肽段，再与MHC分子结合形成“抗原肽-MHC复合物”呈递到细胞表面，才能被初始T细胞识别。
通常主要的抗原呈递细胞就是树突状细胞。树突状细胞疫苗，就是将患者体内树突状细胞的前体细胞分离出来，在体外培养，并使之负载肿瘤抗原肽段，然后回输到患者体内，继而通过树突状细胞激发特异性抗肿瘤T细胞反应。
2010年美国FDA批准的人类历史上第一支用于前列腺癌的治疗性肿瘤疫苗sipuleucel-T（商品名：PROVENGE），就是树突状细胞疫苗；溶瘤病毒疫苗，将基因工程改造的溶瘤病毒注射入肿瘤内，溶瘤病毒感染肿瘤细胞，病毒不断复制导致肿瘤细胞溶解，同时释放增强免疫反应的细胞因子，从而“一箭双雕”，杀伤肿瘤。
CAR-T细胞疗法
免疫学界的一种思路就是把肿瘤病人的T细胞活化后回输给病人，利用这些活化的T细胞识别并杀伤肿瘤细胞。但是，有些肿瘤，尤其是非实体瘤，免疫原性较弱，或者很难收集到肿瘤特异性较强的T细胞。
于是，免疫学家就从患者自身血液收集T细胞，收集之后对T细胞进行基因工程处理，从而在其表面表达能够识别特异性肿瘤抗原的特殊受体，这种受体被称为嵌合抗原受体（chimeric antigen receptor, CAR），同时在受体的胞内段加上引起T细胞活化的信号传递区域。
CAR是一种蛋白质受体，可使T细胞识别肿瘤细胞表面的特定蛋白质（抗原），表达CAR的T细胞可识别并结合肿瘤抗原，进而攻击肿瘤细胞。这种表达CAR的T细胞被称为CAR-T。
经过设计的CAR-T细胞可在实验室培养生长，达到数十亿之多将扩增后的CAR-T细胞注入到患者体内，注入之后的T细胞也会在患者体内增殖，并杀死具有相应特异性抗原的肿瘤细胞。
