對晚期黑色素瘤皮膚癌具有顯著療效的免疫療法（immunotherapy），現在也用來對付其他難治的癌症如肝癌、頭頸癌和最常見的肺癌非微小型細胞肺癌等，新發表的研究結果顯示，相對於化療等傳統療法，免疫療法顯現更佳的初期、有限度療效。
「臨床腫瘤學美國學會」（ＡＳＣＯ）發表的臨床實驗結果顯示，以晚期肝癌、頭頸癌、肺癌、結腸直腸癌的ＰＤ─１蛋白質為標靶的免疫治療藥物，顯現出治療效果。其他數項研究則指出，科學家已找到數個基因組標記，可用於判別哪些病患最能從新的療法獲益。
癌細胞是利用免疫細胞特定的弱點，阻擋免疫細胞的攻擊，或是在免疫細胞前不現形，但免疫療法可控制免疫系統的能力，訓練它攻擊癌細胞。
在有些病例中，免疫治療顯示可完全消滅癌細胞，可惜不是人人管用。
在治療四十二名晚期肺癌患者的一項第一階段臨床實驗中，使用百時美施貴寶美國實驗室抗體藥物nivolumab的實驗結果顯示，免疫療法使腫瘤縮小逾百分之卅，反觀化療對照組只縮小百分之二。
在一百卅二名頭頸癌病患第一階段實驗中，使用默克美國實驗室的抗體藥物 pembrolizumab，其中五成七病患腫瘤縮小，有些病患甚至腫瘤完全消失。
五百八十二名晚期非微小型細胞肺癌病患的第一階段實驗中使用nivolumab後，百分之十九點二病患腫瘤縮小，相對於化療對照組的百分之十二點四。
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