肝脏具有免疫抑制微环境，可以使其对门静脉带来的大量肠道外源细菌和抗原产生耐受，但同时也会对恶性肿瘤缺乏免疫攻击能力，因而需要结合免疫治疗来调节这种不利的肿瘤微环境。随着免疫治疗对很多肿瘤取得较好的疗效，特别是免疫检查点抑制剂在黑色素瘤、淋巴瘤、肺癌、泌尿系统肿瘤、头颈部肿瘤取得的可喜结果，无疑为晚期肝癌的治疗带来了希望。
目前，肝癌领域研究较多且取得一定疗效的主要包括免疫检查点抑制剂、肿瘤疫苗和过继T细胞疗法。在CheckMate 040研究将PD-1抗体纳武单抗（Nivolumab）用于既往未接受过索拉非尼治疗或接受过索拉非尼治疗后仍进展或无法耐受且无法进行手术治疗及局部治疗的进展期肝癌病人，结果提示，未接受过索拉非尼治疗的病人（一线治疗）OS为28.6 个月，中位持续缓解时间（DOR）为17个月，ORR为20%，DCR为54%；接受过索拉非尼治疗的病人（二线治疗）OS为15.6个月（剂量扩展组）和15.0个月（剂量递增组），mDOR分别为16.6（剂量扩展组）和19.0个月（剂量递增组），ORR为14%，DCR为55%。研究中大部分病人的客观缓解发生在治疗后<3个月，毒副反应在可控范围内。
而在KEYNOTE-224研究中，派姆单抗（可瑞达）用于既往经索拉非尼治疗的晚期肝癌，结果提示，ORR为17%，DCR为62%、中位OS为12.9个月，中位PFS为4.9个月，其中DOR≥9个月的病人占77%，中位至缓解时间为2.1个月，而且毒副反应在可控范围内。纳武单抗和派姆单抗由于明显改善的ORR及DOR而被FDA加速批准，足以证明其对PD-1抑制剂充满信心，但这也意味着PD-1抗体给病人带来的实际获益仍未确定。
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