在澳大利亚，被诊断出患有癌症的患者中有50％会在治疗过程中接受根治性或姑息性放疗。传统上，放射疗法的有效性只能通过对治疗体积内靶向的肿瘤细胞造成不可修复的脱氧核糖核苷酸损伤来解释，从而导致细胞死亡或复制潜能丧失。然而，越来越多的临床前和临床数据表明，免疫系统也是对放疗反应的关键决定因素，放疗和细胞免疫疗法的结合可能具有协同作用。
　　 在过去的5年中，使用免疫检查点抑制剂进行细胞免疫疗法的癌症免疫方法彻底改变了一系列恶性肿瘤的癌症护理，例如转移性黑素瘤、肾细胞癌、非小细胞肺癌、默克尔细胞癌、霍奇金淋巴瘤和头、颈和膀胱癌。这些免疫检查点抑制剂不变-在抗体参与癌症的免疫应答的自律关卡蛋白的形式，例如细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4，程序性细胞死亡蛋白1或其主要配体程序性细胞死亡蛋白配体1已显着改善了结局。在免疫治疗中增加局部辐射具有通过上调肿瘤新抗原表达和增强免疫系统对肿瘤细胞的识别来增强免疫检查点抑制剂疗效的潜力。这种组合可提供非药理学，低毒性和具有成本效益的方法，以增加全身反应并最大程度地增加肿瘤细胞的死亡。
　　 在肿瘤微环境中，存在于其表面肿瘤相关抗原上的肿瘤细胞被识别并激活T细胞。与这种刺激同时，与程序性细胞死亡蛋白1、T细胞受体结合的程序性细胞死亡蛋白配体1、程序性细胞死亡蛋白配体2向抑制其免疫反应的同一T细胞发送抑制信号。在树突状细胞上，分化簇80和分化簇86细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4配体可能会产生其他抑制信号。使用抗程序性细胞死亡蛋白1或抗程序性细胞死亡蛋白1单克隆抗体和抗细胞毒性T淋巴细胞相关蛋白4阻断那些抑制信号，从而激活肿瘤特异性T细胞来执行其抗肿瘤活性。
　　 免疫系统是抵抗癌症的第一道防线。作为病理因子，癌细胞表达的抗原将其与正常组织区分开来，并标记为要清除。肿瘤细胞与宿主免疫系统之间的动态状态-可以直接消除肿瘤，使其处于平衡状态或逃脱-称为免疫监视和免疫编辑。
　　 在肿瘤转化过程中，在引发适应性免疫之前，先天免疫系统会识别导致细胞因子产生的组织变化，而细胞因子是免疫监测的关键介体。这种先天活性引起的细胞损伤随后释放出肿瘤相关抗原。这些抗原被呈递给树突状细胞，树突状细胞将抗原加工成肽，然后可将其加载到其表面主要组织相容性复合体1类和2类分子中，以分别被适应性免疫T细胞分化簇8和分化簇4识别。这些先天和后天的免疫效应子的作用导致肿瘤的破坏-杀伤主要是由肿瘤特异性效应子T细胞的作用引起的。但是，如果肿瘤消除不完全并且失去平衡，则通过克隆进化进行的细胞适应可以逃避免疫。这种对免疫排斥的抗性被认为是免疫逃逸的必要条件，并可使肿瘤生长并在临床上可检测到。
　　 肿瘤浸润淋巴细胞的存在及其与预后的关系证明了效应T细胞的临床重要性。在许多类型的癌症中，更大的肿瘤浸润淋巴细胞与更好的生存率相关。这一发现支持这一假设的战略，以增加T细胞浸润可能是免疫原性的方式提供了机会，以恢复有效的免疫反应。
　　 众所周知，有丝分裂灾难是常规分级放疗后肿瘤细胞致死性的主要机制，而每部分剂量更高后，则观察到凋亡和坏死。此外，这种辐射损伤肿瘤细胞的一个经常被忽视的副产物是大量肿瘤相关抗原的释放，从而导致放射治疗有可能用作原位疫苗。当单独施用电离辐射时，罕见的“绝对效应”现象在临床上证明了这种潜力。绝对效应于1953年首次描述，源自拉丁语远离和目标—定义了辐射场之外但在同一生物体内的肿瘤的消退或消失。这种效果的一个例子发表于2012年，其中使用治疗转移性黑色素瘤的患者在免疫治疗剂上进展非常缓慢。治疗16个月后，用放射疗法治疗了引起腰背痛的椎旁病变，并继续进行的治疗。放疗后三个月，受辐照的病灶以及远离放射线的其他转移部位已明显消退。该反应持续至少10个月，并得到血浆免疫标志物的支持。有趣的是，随着细胞免疫疗法的出现，这种现象在患者和临床前模型中越来越多地被观察到。
　　 宿主对辐射的反应很复杂。辐射还可以激活免疫抑制成分，如转化生长因子β细胞因子，并促进调节性T细胞和致瘤性巨噬细胞的积累。据认为，总体而言，放射疗法的促免疫原作用超过了免疫抑制作用，但需要进一步的研究来增进出国看病服务机构的理解并预测和优化这种治疗策略。尽管如此，放疗肯定具有克服某些免疫抑制机制的能力，有可能改善免疫治疗剂的全身反应。