肿瘤干细胞（cancer stem cells，CSCs）假说预测肿瘤中有一小部分具有干细胞特征的肿瘤细胞，这部分细胞启动和维持肿瘤生长，并与肿瘤转移有关。其机制是干细胞不对称分裂和自我更新能力的失调节。CSCs促进肿瘤的进展、转移、治疗抵抗和复发。免疫微环境中的巨噬细胞通过复杂的网络调节CSCs的活性，这个网络由细胞因子、化学因子和生长因子构成。研究发现，如果肿瘤细胞和CSCs竞争微环境中的空间和能量则能阻止CSCs分裂并驱动肿瘤休眠；反之，如果肿瘤细胞死亡，CSCs失去了竞争则获得自我更新和增殖。进一步发现，免疫系统通过调节肿瘤细胞而筛选和调控CSCs。

尽管宿主有各种免疫监视机制，CSCs可能拥有表型和功能特性逃脱免疫监视，包括改变CSCs免疫原性、产生CSCs来源的调节因子以及和肿瘤浸润免疫细胞相互作用等。Nahas等发现，乳腺癌干细胞和免疫细胞相互作用，通过免疫机制而逃避免疫监视。

机体免疫拥有宿主保护和肿瘤促进双重作用，尽管人们对后者知之甚少。更有研究认为，对结直肠癌而言，肿瘤局部包括免疫细胞种类、密度、分布和功能状态4个方面在内综合免疫学因素甚至是一个优于TNM分期、更为准确否认独立预后指标。我们在发展免疫治疗的同时，也要提防免疫治疗的不利影响。探索免疫治疗和细胞毒药物或分子靶向药物联合的多模式治疗（multimodal therapy）可能最终改善接受肿瘤免疫治疗患者的预后。