在长达90年的探索中，小细胞肺癌的认识经历了4个重要阶段：初级阶段发现SCLC是具有不同形态学特征，有神经内分泌属性。1973年研究发现绝大多数SCLC诊断时已转移，化疗和预防性脑照射成为更优选择，开启第一个黄金阶段。后续几十年SCLC的临床治疗毫无进展，进入遗忘阶段。2012年SCLC全序列基因检测结果发布，发现很多潜在治疗靶点，开启了SCLC的第二个黄金阶段。针对SCLC，全球开展了大量的转化研究，并进行了靶向治疗和免疫治疗的研究探索，例如针对DLL3的抗体偶联药物和PD-1/ PD-L1单抗。
不同于NSCLC，SCLC中酪氨酸激酶信号基因（如KRAS、EGFR）突变罕见，SCLC的基因变异缺乏有效的靶向药物。广泛期患者治疗以全身化疗为主，其对一线含铂化疗方案高度敏感（ORR 68~84%），但大多数患者很快复发（mPFS为5~7个月），并在2年内死亡（2年OS率4~20%）。从1980s到2010s，含铂双药方案仍是这类患者的标准治疗，患者的中位OS为10个月左右。
免疫学特征分析显示，SCLC中存在多种免疫细胞浸润，并且与其预后存在相关性，这提示免疫逃逸和抑制在SCLC的发生和发展中扮演着重要作用。此外，SCLC是一类与致癌因子相关的肿瘤，基因组学分析发现SCLC具有较高的基因突变频率，即肿瘤突变负荷（TMB）较高。上述研究均提示，SCLC可能是一类对免疫治疗敏感的肿瘤。
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