对于患者在开始靶向治疗前，均推荐患者进行RAS、RAF基因的相关检测，不同基因型对最终药物的选择及疗效有着重大影响。对于既往未接受过靶向治疗的患者，目前多推荐接受西妥昔单抗或贝伐珠单抗治疗；若既往化疗中已联合过西妥昔单抗，则推荐更换为贝伐珠单抗；若化疗联合西妥昔单抗及贝伐珠单抗都已试过，或可考虑瑞戈非尼。目前并不推荐患者联合两种靶向药物，这会带来过高的不良反应问题。对于存在BRAF V600E突变阳性患者，目前美国国家综合癌症网络(NCCN)指南推荐可考虑维莫非尼治疗。
免疫治疗作为当前最热的癌症治疗方式，以帕博利珠单抗（K药/可瑞达）和纳武利尤单抗（O药/欧狄沃）为代表的PD-1抗体类免疫检查点抑制剂在晚期结直肠癌中已喜讯频传。但在使用此类药物前需患者先进行相关基因检测，明确是否存在高度微卫星不稳定型（MSI-H）/错配修复缺陷型（dMMR）。目前，在晚期结直肠肿瘤中约3.5%-5.0%的患者存在MSI-H/ dMMR。
研究显示，既往至少2次治疗失败的dMMR转移性结直肠癌患者，接受帕博利珠单抗治疗 20周有效率达50%，疾病控制率达89%，超过6成患者治疗两年未恶化。综合多项相关研究，帕博利珠单抗对于MSI-H/ dMMR结直肠癌患者，总有效率可高达36%。
另有研究显示，纳武利尤单抗用于既往治疗失败的dMMR/MSI-H转移性结直肠癌患者客观缓解率可达69%，疾病控制率达62%。且该试验还提示，对于肿瘤PD-L1表达免疫组化≥1%染色、BRAF/KRAS野生型或有林奇综合征病史的患者，纳武利尤单抗治疗效果更佳。
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