基于蛋白表达（免疫组化等检测）、mRNA表达（RNA-seq等检测）等多组学的免疫微环境相关的分子标志物已经在进行研究，如基于CD8A mRNA表达或CD8免疫组化的TILs水平联合PD-L1蛋白表达水平可更好地筛选响应免疫治疗的患者。
IFNγ等炎症反应相关基因、PD-1、PD-L1、PD-L2等免疫检查点相关基因、GZMB等T细胞primed相关基因的表达也开始在多个临床研究中，预测抗PD-1/PD-L1治疗的有效性。
由于免疫微环境的动态变化，如果能在治疗过程中，连续监测免疫微环境相关的分子标志物，可能对于免疫治疗耐药以及假性进展等有指导作用。如在阿特珠单抗的一个I期临床试验中，在血浆中发现了IL-18、ITAC和CD8+HLA-DR+Ki67+ T细胞的上升。另外，血浆CD8+PD-1+ T细胞表达也是一个潜在的非小细胞肺癌抗PD-1治疗的分子标志物。目前基本所有的免疫治疗分子标志物都是在治疗前进行疗效预测，如果能像靶向用药监测一样，在免疫抑制剂治疗过程中进行无创检测和监控，其前景将会非常广阔。
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