Imunoterapie se stala reálnou léčebnou možností nádorových onemocnění na základě pochopení řady regulačních mechanismů, které ovlivňují aktivitu imunitního systému. Monoklonální protilátky blokující CTLA-4 (cytotoxický T-lymfocytární antigen) a receptor PD-1 (protein programované buněčné smrti) a jeho ligand PD-L1, které jsou cíleny na tyto regulační mechanismy, prokázaly klinickou účinnost.
V roce 2015 FDA schválila anti PD-1 protilátku nivolumab ve 2. linii léčby skvamózního a non-skvamózního NSCLC (nemalobuněčný karcinom plic) a pembrolizumab ve 2. linii u PD-L1 pozitivního NSCLC.