自身免疫系统在CML发生、发展中扮演极其重要的角色，抗肿瘤的主要效应细胞包括自然杀伤（NK）细胞、树突状细胞（DC）和细胞毒T淋巴细胞（CTL）；此外，免疫抑制细胞如髓源性抑制细胞（MDSC）、调节性T细胞（Treg细胞）和程序性死亡受体1（PD-1）也参与了CML的调控，内源性免疫监测机制的恢复可能促进TKI停药后持续的TFR^[19]。

NK细胞通过产生干扰素γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）等来增强适应性免疫，从而发挥强大的细胞毒作用来对抗肿瘤细胞。在CML慢性期（CML-CP），NK细胞数量减少及功能紊乱，随着疾病进展上述现象加剧^[20]。而经TKI治疗达到深层次缓解后，与停药后复发的患者相比，成功维持TFR的患者NK细胞数量增多且功能增强。EURO-SKI临床试验结果显示，在停止TKI时NK细胞计数较高的患者更有可能获得TFR^[21]。

DC是促进幼稚T细胞活化的最有效的抗原递呈细胞，在免疫反应的启动和调控中发挥重要作用。CML患者初诊时体内DC的数量及功能受损、内源性IFN-α减少、机体免疫系统功能失调^[22]。治疗有效的患者体内DC数目逐渐增加，而治疗无效的患者体内DC会进一步减少^[23]。DC系统的重建可能有助于完全恢复免疫功能、产生更强的CML特异性CTL^[22]；而治疗后DC恢复不完全可能导致DC介导的抗CML反应的持续缺陷^[23]。

初诊CML-CP患者的CTL功能减弱^[19]，BCR-ABL1激酶导致多个基因上调和激活，进而导致白血病相关抗原（LAA）的表达；而LAA的表达对于启动CTL对抗CML细胞的应答至关重要。针对LAA为靶点的CML特异性免疫治疗与伊马替尼或其他TKI联合使用可能发挥协同作用，并且在消除静止的CML干细胞亚群和增强对CML特异性免疫反应的同时，可以诱导较高比例的CML患者获得DMR^[24]。Hughes等^[25]研究发现初诊CML患者对LAA特异性的CTL反应减弱，获得主要分子学反应（MMR：BCR-ABL IS≤0.1%）和MR4.5（BCR-ABL IS≤0.003 2%；ABL1转录本>32 000）的CML患者对LAA的效应性CTL的免疫反应增强。

MDSC是由不成熟粒细胞和单核细胞组成的异质性群体，有强大的免疫抑制功能。初诊CML患者有高水平的MDSC^[26]，MDSC介导Treg细胞的募集和扩增。初诊CML-CP的患者在白血病细胞负荷较高时，CML细胞通过招募免疫抑制细胞、释放免疫抑制因子、上调免疫检查点通路等来逃避宿主的免疫监视、保护自我生存^[27]。Hughes等^[25]证实与初诊时结果相比，取得了MMR和MR4.5的CML患者的MDSC和Treg细胞降低，获得分子学反应和TFR时CML患者的PD-1⁺CD8⁺ T细胞和PD-1⁺ CD4⁺ T细胞比例显著降低并逐渐恢复至正常水平。

TKI治疗获得DMR后促进MDSC和Treg细胞下调，从而导致NK细胞和T细胞效应反应增加，免疫功能改善^[25]。Chen等^[28]报道在大多数停用伊马替尼的患者中检测到CTL反应；CML患者接受伊马替尼治疗后DC数量和功能增加^[29]。Hayashi等^[30]报道经达沙替尼治疗后可显著增强CML患者NK细胞的数量和功能。CML患者应用TKI治疗后，免疫功能逐渐恢复，可能有助于实现TKI治疗后的DMR，进一步达到TFR。