不同臨床類型肝細胞癌的TIL浸潤程度不同。無TIL浸潤的患者術後生存時間短於有TIL浸潤的患者，肝細胞癌的復發率也明顯高於有TIL浸潤的患者。在肝癌患者的血清和肝癌細胞培養的上清液中，可以發現壹些能抑制機體免疫功能的物質。
通過調節和增強機體免疫力來達到抑制或殺滅肝癌細胞效果的治療方法稱為免疫治療。臨床上常用的有凍幹卡介苗、轉移因子、免疫核糖核酸、幹擾素、白細胞介素（白介素2）、腫瘤壞死因子等。
近年來，IL-2/LAK和IL-2/TIL被應用於治療肝細胞癌，取得了壹定的療效。聯合化療免疫療法或過度免疫療法以及單克隆抗體載體導向療法的應用也呈現出良好的趨勢。不過，確切的療效尚未得到證實，還需要進壹步研究。
免疫可分為主動免疫、被動免疫和超常免疫。按特異性又可分為特異性免疫和非特異性免疫。
（1）主動免疫治療：①特異性主動免疫治療：特異性主動免疫是在腫瘤細胞抗原中加入完全或不完全佐劑制成疫苗，以提高機體對腫瘤的免疫力。Hanna等利用豚鼠激素腫瘤模型進行特異性主動免疫治療，結果發現，豚鼠靜脈註射106個肝癌細胞作為治療組，90天後，對照組動物靜脈註射106個肝癌細胞作為治療組。Hanna 等人利用豚鼠腫瘤模型進行特異性主動免疫治療，發現豚鼠靜脈註射 106 個肝癌細胞作為治療組，90 天後，對照組動物全部死亡，而治療組動物的存活率為 66.7%。目前，特異性主動免疫治療的方法包括：制備腫瘤多肽疫苗和基因工程疫苗：
根據腫瘤相關抗原的結構，制備相對特異的疫苗，使機體產生特異性免疫效應。
抗獨特型抗體疫苗：抗腫瘤抗體高變區存在獨特型抗原，且抗特異性抗原抗體高變區與腫瘤抗原結構相似，因此可模擬腫瘤疫苗引發機體的抗腫瘤反應。
不過，主動特異性免疫仍存在壹些缺陷，近年來也加強了壹些相關的治療研究，如增強肝癌細胞中MHC-I、B7等基因的表達，使免疫細胞能更有效地識別和清除腫瘤抗原，達到更好的治療效果。
②主動非特異性免疫治療：利用非特異性免疫制劑增強網狀內皮系統功能，激活效應細胞，提高機體非特異性免疫能力，以發揮抗腫瘤作用的治療方法，稱為主動非特異性免疫治療。目前常用的免疫刺激劑和調節劑有四種：微生物及其制劑：凍幹卡介苗、產氣棒狀桿菌、鏈球菌和病毒。生物制劑：如幹擾素、腫瘤壞死因子、胸腺肽等。
化學制劑：如左旋咪唑。
以下是幾種常用藥物。
①凍幹卡介苗：凍幹卡介苗能非特異性地激活巨噬細胞和T淋巴細胞、K細胞、NK細胞，這可能是其抗肝癌作用的主要機制。臨床試驗表明，凍幹卡介苗對肝細胞癌有壹定療效。143 例 II 期肝細胞癌患者中，單用凍幹卡介苗治療的壹年生存率為 25.8%，而對照組僅為 13.4%。凍幹卡介苗和腫瘤疫苗聯合使用的療效更好。
如果接種凍幹卡介苗數月後皮膚潰瘍才愈合，說明機體防禦能力強，如果接種後無反應，則提示預後不良。凍幹卡介苗的壹般用量為 6×108 個活菌，通常采用皮內接種、皮膚劃痕接種、口服和瘤內註射、腹腔註射等方式。毒副作用主要有局部皮膚紅腫、潰爛、發熱、肌肉酸痛、寒戰等感冒癥狀群，體溫壹般不超過39℃。
②軔狀棒狀桿菌（Corynebacterium brevis）：酵母菌能刺激單核細胞和巨噬細胞，提高機體的非特異性免疫功能。短效棒狀桿菌與化療聯合應用，使晚期腫瘤患者的生存期較單純化療對照組延長2倍。用短效棒桿菌加順鉑進行腔內灌註治療肝癌腹水患者，有效率遠高於單用順鉑的對照組。
短效棒狀桿菌的臨床常用劑量為 4 毫克/次，1 次/周。註射途徑有瘤內、皮下、肌肉註射、靜脈註射和腹腔註射。
③ 鏈球菌制劑（OK432）：OK432是從溶血性鏈球菌中提取的生物調節劑，可刺激腫瘤組織的淋巴細胞反應，具體機制尚不清楚。向腫瘤組織局部註射 OK432 可使腫瘤縮小，AFP 水平下降。將OK432與肝細胞癌的其他治療方法如手術切除、動脈栓塞、化療等聯合應用，可在殺滅肝細胞癌細胞方面發揮協同作用，患者生存期明顯延長。
④幹擾素（IFN）：最初發現人體接觸病毒後會產生壹種幹擾病毒生長和增殖的蛋白質，這種蛋白質被稱為幹擾素，後來發現幹擾素對許多惡性腫瘤細胞的增殖有抑制作用。目前認為，幹擾素的抗腫瘤機制是抑制腫瘤病毒的繁殖和癌細胞中癌基因的過度表達，調節宿主的免疫活性，如激活單核細胞 .巨噬細胞、NK細胞的活性，介導細胞毒作用，促使內源性幹擾素產生，促進腫瘤相關抗原、MHC-I抗原的表達，提高效應細胞對腫瘤細胞的識別能力。
根據抗原特異性和分子結構，幹擾素可分為α、β和γ三種。
白細胞（主要是淋巴細胞）產生的幹擾素主要是IFN-α，成纖維細胞產生的幹擾素主要是IFN-β，植物血凝素刺激的正常淋巴細胞或對抗原敏感的淋巴細胞產生的幹擾素主要是IFN-γ。現在可以通過生物工程技術生產出具有相同生物學作用和更強活性的各種幹擾素。
IFN已大量應用於腫瘤的臨床治療，對血液系統腫瘤療效較好，單獨治療實體瘤只有腎癌和惡性黑色素瘤的療效較為可靠。但應用IFN聯合化療等治療肝癌，患者的癌腫縮小程度和生存時間均高於對照組。比較三種幹擾素的抗癌效果發現，IFN-γ的抗腫瘤作用強於IFN-α和IFN-β。
IFN目前常用的給藥途徑是肌肉註射，常用劑量為1次/天或隔天1次。常見的副作用包括流感樣癥狀，如發熱、寒戰、肌肉酸痛，少數患者會出現輕度骨髓抑制。副作用往往在服藥初期比較明顯，然後逐漸減輕，停藥後癥狀消失。
⑤腫瘤壞死因子（TNF）：TNF是單核巨噬細胞在內毒素刺激下產生的壹種非糖基化蛋白質，巨噬細胞產生TNF-α，淋巴細胞產生TNF-β，NK細胞產生TNF-γ。
TNF-γ的抗癌機制是什麽？
它能特異性、選擇性地抑制腫瘤細胞的DNA合成；通過腫瘤細胞表面受體介導的內化作用，進入溶酶體，發揮細胞毒作用；破壞或阻斷腫瘤血管，使腫瘤組織出血或缺血壞死；增強機體免疫功能，激活淋巴細胞，激活NK細胞；促進IFN-γ的生成；增強腫瘤血管內皮細胞MHC-I抗原的表達，提高促凝血劑的生成，減少血栓調節蛋白的生成，促進血管內皮細胞轉化為表面促凝血劑，使腫瘤血管內血流凝固，介導腫瘤組織細胞壞死。
將TNF與化療藥物氟尿嘧啶（5-Fu）、順鉑（DDP）、多柔比星（ADM）或絲裂黴素（MMC）混合，並加入碘化油和吸水明膠海綿作為栓塞劑治療中晚期肝癌，其腫瘤縮小率、手術切除率和生存率均高於單純化療的栓塞組。壹項研究將表達TNF的真核表達系統導入肝癌細胞，發現與對照組相比，TNF在體外的致瘤性明顯減弱。
TNF可用於肌肉註射、皮下註射、靜脈滴註、動脈灌註和腔內註射，由於其半衰期短，必須連續大劑量使用才能有效。目前，臨床應用 TNP 治療肝細胞癌的經驗還不多，給藥方法和劑量有待進壹步改進。常見的副作用有寒戰、高熱、乏力、肌痛、惡心、嘔吐、壹過性谷丙轉氨酶和肌酐升高、血小板減少和白細胞減少，嚴重者可出現毛細血管滲漏綜合征。
（6）白細胞介素（白細胞介素-2）：IL-2是由抗原激活的輔助性T細胞分泌的壹種細胞因子，主要誘導效應細胞的增殖和活化，增強細胞毒性或細胞溶解活性。阿迪白細胞介素（IL-2）可誘導細胞毒性 T 細胞、NK 細胞、淋巴因子激活的殺傷細胞、腫瘤浸潤淋巴細胞和 CD3 單克隆抗體激活的殺傷細胞（CD3AK）等效應細胞，增強對腫瘤細胞的殺傷作用。
（2）被動免疫治療：被動免疫治療是應用肝癌相關抗原抗體，通過抗體介導的細胞毒性殺傷肝癌細胞。目前，單獨應用抗體進行肝癌被動免疫治療的情況較少，多是將抗體作為導引治療的彈頭，詳見導引治療。
（3）中繼免疫治療：①特異性中繼免疫治療：應用特異性抗原及其因子如轉移因子、免疫核糖核酸等致敏的淋巴細胞治療腫瘤稱為特異性中繼免疫治療。
轉移因子是壹種具有免疫特異性、無抗原性的小分子核酸多肽，其主要作用是：特異性轉移細胞免疫反應。其主要作用是：特異性轉移細胞免疫反應。"抗原依賴性 "增強淋巴細胞反應性。非特異性刺激作用，改善細胞免疫功能，促進單核細胞吞噬，誘導幹擾素產生。
轉氨酶因子配合化療和中藥治療肝癌，可提高機體免疫功能，緩解臨床癥狀，縮小腫塊，降低AFP水平。轉氨酶因子通常用於皮下註射，毒副作用相對較少。
②非特異性輔助免疫治療：應用非特異性免疫因子/免疫效應細胞治療惡性腫瘤的方法稱為非特異性輔助免疫治療（AIT）。
自20世紀80年代以來，AIT經歷了大量的基礎和臨床應用研究。它不受宿主免疫狀態的影響，不誘導免疫耐受，研究最多的細胞是淋巴因子激活的殺傷細胞（LAK）、腫瘤浸潤淋巴細胞和白細胞介素-2。
淋巴因子活化殺傷細胞（LAK細胞）：來自患者或異體的淋巴細胞經IL-2誘導體外培養，轉化為非特異性殺傷淋巴細胞，再回輸患者體內，利用誘導活化的淋巴細胞對肝癌細胞發揮殺傷作用。LAK 細胞的前體細胞可能是壹種具有細胞毒活性效應的異質性細胞群，不受 MHC-type I 抗原的限制，也不受腫瘤抑制因子的限制，具有廣譜抗瘤作用。因此，它們對逃避 NK 細胞 "捕獲 "的腫瘤細胞也有廣泛的殺傷作用。
最初，LAK細胞來源於腫瘤患者的外周血淋巴細胞，由於血液來源有限，限制了LAK細胞的應用。後來，人們發現異體來源的淋巴細胞（如臍帶血淋巴細胞）在IL-2誘導活化後具有相同的生物學功能，從而拓寬了LAK細胞的來源。人們曾試圖探究在體內應用大劑量的白細胞介素（IL-2）激活淋巴細胞是否可以達到LAK細胞的治療效果，但實踐證明仍有很大的距離，可能的原因是白細胞介素（IL-2）的半衰期短，不能維持足夠高的濃度，而且過大劑量的白細胞介素（IL-2）對機體有大量的毒副作用，難以耐受，這樣的機體環境不利於LAK細胞的生長。體內環境不利於 LAK 細胞的活化和擴增。
目前首選肝動脈途徑，可增加局部有效細胞數量，減少LAK細胞數量，減輕毒副作用。有癌變胸腔積液和腹腔積液者，可經胸腔和腹腔內給藥。阿迪白細胞介素（IL-2）和 LAK 細胞可同時輸註或通過外周靜脈滴註。
LAK/IL-2的毒副作用主要是寒戰、發熱和皮疹。
腫瘤浸潤淋巴細胞（TIL）：從肝癌組織或癌周淋巴結中分離出淋巴細胞，在體外由IL-2誘導活化和擴增，然後回輸到患者體內，對肝癌細胞產生殺傷作用，稱為TIL療法。與LAK細胞相比，TIL的細胞來源不同，TIL的前體細胞絕大多數是細胞毒性T淋巴細胞，能表達T細胞抗原，其中大部分為CD4和CD8陽性。在 IL-2 誘導後，TIL 細胞比 LAK 細胞具有更強的擴增能力，很容易獲得所需的效應細胞數量。由於TIL細胞持續接受自體腫瘤抗原刺激，特異性強，只對自體來源的腫瘤細胞有識別和殺傷作用，其殺傷活性比LAK細胞強50-100倍。
TIL細胞輸入人體後迅速分布於肺部，24小時後聚集於肝臟和脾臟，48-72小時在癌竈達到高峰，可維持5-9天。
由於TIL主要利用患者瘤內或癌旁淋巴結的前體細胞，其臨床應用受到壹定限制。