高通量測序技術促進了癌癥和免疫學的研究，以及個體化免疫治療的發展，比如說，高通量測序極大地促進了我們對癌癥基因組，腫瘤發生過程中細胞內機制的了解，而且癌癥基因組分析還揭示了免疫系統能靶向的抗原表位。同時測序也可以用于確定免疫組庫，實時，高敏感地監控對腫瘤生長或治療產生應答的克隆擴增和細胞群體濃度。
微生物的作用
近年來一些研究發現了腸道微生物與免疫系統之間的密切聯系，這為利用這種聯系，通過選擇性調節腸道細菌來改善免疫療法提供了一條新途徑。
Sivan A, Corrales L, Hubert N, et al.Commensal Bifidobacterium promotes antitumor immunity and facilitates anti-PD-L1 efficacy . Science. 2015;350(6264):1084-1089.
芝加哥大學的研究人員通過將一種特殊的細菌導入到黑色素瘤小鼠的消化道中，提高了小鼠免疫系統攻擊腫瘤細胞的能力。這一效益與采用抗PD-L1抗體一類的檢查點抑制劑進行治療相差無幾。
研究人員在Science雜志上報告稱，聯合給予口服劑量的細菌及注射抗PD-L1抗體幾乎完全消除了腫瘤生長物。
研究負責人、芝加哥大學醫學和病理學教授Thomas Gajewski博士說：“我們的研究結果明確證實了，特異的腸道細菌在增強免疫細胞對黑色素瘤及有可能許多其他類型腫瘤的反應上，發揮了一種出人意外但極為重要的作用。”
這項研究指出，小鼠實驗證明雙歧桿菌與抗腫瘤效果有關，而且只口服雙歧桿菌，就能提高同劑量抗PD-L1治療效果，在聯合治療中幾乎完全抑制腫瘤生長。
Vetizou M, Pitt JM, Daillere R, et al. Anticancer immunotherapy by CTLA-4 blockade relies on the gut microbiota. Science. 2015;350(6264):1079-1084.
Ipilimumab是一種FDA批準的用于治療晚期黑色素瘤的藥物，通過靶向CTLA-4來抑制抗原激活的免疫應答反應，進而發揮抗腫瘤作用。這項研究發現腸道菌群中的擬桿菌屬可控制Ipilimumab的抗癌效果。
研究人員發現機體腸道菌群的豐度越大、抗癌藥物的效果也就越好。他們通過糞便微生物16S RNA的高通量測序以及qPCR鑒定出了腸道菌群中的擬桿菌屬（Bacteroides）參與了Ipilimumab藥物的抗癌效果，也進一步通過動物實驗得到驗證。而且為驗證上述現象在人類癌癥患者身上也同樣發生，研究團隊收集25名晚期黑色素瘤患者的樣品，并進行腸道菌群的組成分析。結果發現Ipilimumab藥物可使患者腸道微生物群落結構各異，且每種結構都由不同類的擬桿菌屬來主導。