在传统治疗晚期肺癌方法不能够有效根治的情况下， 开辟了一种新的晚期肺癌治疗途径，即免疫治疗。一般而言，传统的晚期肺癌治疗方法，将治疗的重点放在如何杀灭晚期肺癌细胞上，往往是针对晚期肺癌细胞存在的区域进行“地毯式轰炸”，由于晚期肺癌细胞与人体正常细胞处于杂居模式，往往是“你中有我，我中有你”，这必然导致在杀灭晚期肺癌细胞的同时，人体的正常细胞也受到牵连，最终导致“杀敌一千，自损八百”。传统的晚期肺癌治疗方法，将治疗的重点放在如何杀灭晚期肺癌细胞上，往往是针对晚期肺癌细胞存在的区域进行“地毯式轰炸”，由于晚期肺癌细胞与人体正常细胞处于杂居模式，往往是“你中有我，我中有你”，这必然导致在杀灭晚期肺癌细胞的同时，人体的正常细胞也受到牵连，最终导致“杀敌一千，自损八百”。
而免疫治疗将着眼点放在晚期肺癌细胞的周围免疫细胞上（即改变晚期肺癌的微环境），通过调动免疫细胞对晚期肺癌细胞的杀伤，来达到控制晚期肺癌生长的目的，由于免疫细胞通常不会对正常细胞进行攻击，这样就会避免大量正常细胞的损伤，从而使抗晚期肺癌治疗的副作用大大降低。免疫治疗与传统晚期肺癌治疗方法的结合，在特定的病例中，有可能起到事半功倍的效果。
目前比较成熟的免疫治疗药物包括PD-1/PD-L1抗体和CTLA-4抗体。前者通过阻断免疫细胞与晚期肺癌细胞的固有联系，打破晚期肺癌细胞的免疫逃逸，存进免疫细胞对晚期肺癌细胞的识别及攻击；后者通过调动免疫细胞在淋巴结中的分化成熟，使攻击晚期肺癌细胞的免疫细胞数量增加，达到抗晚期肺癌的作用。而一些局部治疗方法，如放疗、射频消融等可以促进晚期肺癌相关抗原的释放，使晚期肺癌细胞更容易被免疫细胞所识别，从而帮助免疫治疗药物（主要是免疫检查点抑制剂）在身体内起效。
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