LLT1 es una nueva molécula de punto de control inmunológico y un objetivo terapéutico potencial. La inmunoterapia ha mejorado los resultados en el cáncer gástrico avanzado; sin embargo, muchos pacientes no responden o desarrollan resistencia, y faltan biomarcadores predictivos. La función de LLT1 en la evasión inmune del cáncer gástrico y su efecto sobre la respuesta a la inmunoterapia aún no están claras. Para evaluar esto, la expresión de LLT1 se analizó en el conjunto de datos de adenocarcinoma gástrico del Atlas del Genoma del Cáncer (TCGA) utilizando múltiples algoritmos (TIMER, CIBERSORT y ESTIMATE) para cuantificar la infiltración de células inmunitarias. La expresión de proteínas se validó mediante inmunohistoquímica (IHC) en 268 muestras de adenocarcinoma gástrico y mediante inmunofluorescencia múltiple (MIF) en 115 tejidos posteriores a la inmunoterapia. Se analizaron datos transcriptómicos y proteómicos integrados para determinar las asociaciones con las características del microambiente tumoral y los resultados de la inmunoterapia clínica. Los resultados mostraron que la alta expresión de la proteína LLT1 se asoció significativamente con características tumorales menos avanzadas (menor profundidad de invasión y metástasis ganglionar; P < 0,05) y una mayor supervivencia global (P = 0,012). Los niveles de ARNm y proteínas de LLT1 se correlacionaron con una mayor infiltración de células T CD8+ y macrófagos M1 y una expresión elevada de PD-L1 en el microambiente tumoral. Entre la primera cohorte de 198 pacientes con datos pronósticos disponibles, los pacientes con alta expresión de LLT1 (n = 117) demostraron una supervivencia general significativamente más larga en comparación con aquellos con baja expresión (n = 81). En la segunda cohorte de pacientes tratados con inmunoterapia y quimioterapia combinadas, los tumores con alta expresión de LLT1 (n = 48) tuvieron una supervivencia libre de progresión más larga (p = 0,014) que aquellos con baja expresión de LLT1 (n = 67). Se observó un aumento significativo (P < 0,05) en las poblaciones de células inmunitarias PD-1+CD161+ en pacientes con inmunoterapia efectiva (n = 62) en relación con los pacientes resistentes al tratamiento (n = 53). En conclusión, la expresión de LLT1 es un biomarcador prometedor de un pronóstico favorable en el cáncer gástrico. Hasta donde sabemos, este es el primer estudio que demuestra que la expresión de LLT1 predice una mejor respuesta a la quimioterapia e inmunoterapia combinadas en el cáncer gástrico, lo que respalda su potencial para guiar estrategias inmunoterapéuticas.