在过去的几十年中，免疫系统和肿瘤细胞之间的相互作用，一直是热门研究的主题。免疫检查点抑制剂调节肿瘤细胞和免疫系统之间的相互作用，正在使黑色素瘤、肺癌和肾细胞癌的治疗发生彻底性的变化。T细胞所具有的细胞表面受体负调控（downregulation）免疫反应，是病原体被清除后的必要步骤。
这个负调控（downregulation）促进对自身抗原的耐受性，防止出现自身免疫。避免对良性抗原的过度免疫反应是必需的，但肿瘤已经劫持了这些耐受性机制作为逃避免疫系统的一种方式。通过阻断这些抑制细胞表面受体，免疫系统检查点抑制剂能释放免疫系统去靶区针对肿瘤。长期以来脑部被认为是享有免疫特权的器官（immuneprivileged organ）；然而，对患有脑转移瘤的患者免疫检查点抑制剂的有效性已经确立。另一个可能的假设解释全身系统性化疗无效，就是脑转移瘤是一种与全身系统性病变不同的无性系细胞群（clonal population of cells）。
这些差异会影响全身系统性治疗的效应，但也可作为T细胞反应的抗原。它也显示出与多种癌症较好的预后相关的肿瘤浸润性淋巴细胞增加，在一个使用伊匹单抗ipilimumab接着使用纳武单抗nivolumab治疗的脑转移瘤患者的颅内尸检报告显示CD8+T细胞占优势。综上所述，这些临床前数据大致描述了用免疫治疗治疗脑转移瘤的基本原理。
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