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细胞免疫疗法，又可以称为过继免疫细胞疗法，它是将机体的免疫细胞在体外进行活化、扩增，细胞来源可能是患者自己的或者是健康人的（前者定制型，定制生产，成本高；后者通用型，可批量生产，成本降低），然后将这些扩增后的免疫细胞回输到患者体内，从而杀伤或杀灭肿瘤细胞的一种疗法。
但是有一点需要注意，我们体内免疫细胞的攻击性强大，它们不仅能杀死癌细胞，也能杀死某些正常细胞，促进免疫系统释放大量的免疫因子，所以免疫细胞疗法所产生的副作用也正在于此，常见的表现方式包括免疫细胞因子释放综合征、对大脑神经毒性的副作用、B细胞数量减少等。目前已经有多个免疫细胞疗法被临床实有效，例如CAR-T疗法在急性白血病的治疗上表现出了惊人的响应率（90% - 100%）。截至2021年，上已有5款CAR-T免疫细胞疗法通过美国批准上市，分别用于治疗B细胞前体急性淋巴性白血病（ALL）、弥漫性大B细胞淋巴瘤（DLBCL）、复发/难治性多发性骨髓瘤（r/r MM）等血液肿瘤。
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治疗效果因人而异，这也适用于持续时间。免疫治疗一旦起效就会长期有效，为了维持免疫效果，一般每2周注射一次，共注射1个疗程。希望继续进行第2疗程的情况下，结果良好的情况下可以每3 ~ 6个月注射一次(维持疗法)。这和疫苗的效果是同样的想法。根据疫苗的种类不同，为了获得充分的免疫，间隔3 ~ 4周的多次注射是好的，期待效果的时间是注射后的2周至3 ~ 6个月。在体内形成的免疫功能，再次接触抗原后，免疫功能会进一步提高，这种现象被称为“促进效应”(追加免疫效应)，免疫细胞疗法的目标就是通过“促进效应”获得追加免疫。另外，被的免疫细胞也会其他的免疫细胞，其中一部分能够获得长期免疫记忆。
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近日，一种可以抵抗宿主免疫排斥反应的新型同种异体CAR-T细胞疗法，表现出持久性抗肿瘤效果和长期生存获益，值得期待。近些年，基因工程改造T细胞已成为对抗多种恶性肿瘤的有效疗法。这种疗法从患者血液中提取T细胞，并对其进行基因修饰，以编码识别癌症特异性抗原的受体。其中，CAR-T和TCR-T细胞疗法作为有效的免疫治疗技术，已取得了显著成效并广泛应用于临床。目前，美国已批准三款CAR-T疗法上市，用于治疗血液肿瘤。