基於OAK及POPLAR臨床試驗結果，抗PD-L1的檢查點抑制劑Atezolizumab目前已經獲得美幗FDA核准可以用於非小細胞肺癌患者第二線及以上的的治療，比起傳統治療歐洲紫杉醇化療更可以延長生存時間。

雖然在OAK及POPLAR系列的臨床試驗中，並未設定需要特定的PD-L1表達作為生物標誌物來用於進行免疫治療族群選擇，但是在過往免疫治療的相關研究中，腫瘤高度表達PD-L1水平的非小細胞肺癌患者，如果於第二線及以上的治療的患者，該族群會對免疫檢查點抑制劑有著更好的臨床療效。

而目前在非小細胞肺癌患者的第一線治療中，腫瘤高度表達PD-L1水平的成為免疫治療的優先選擇。

Checkmate026的臨床試驗在生物標記之探索性分析中發現，高腫瘤突變負荷量（tumor mutational burden，TMB）者，使用應用Nivolumab的腫瘤客觀緩解率 (ORR)較化療有明顯提高的趨勢（腫瘤客觀緩解率47%對比28%），且疾病控制時間(PFS)明顯延長（分別是9.7個月與5.8個月），這是第一次將腫瘤突變負荷量（tumor mutational burden，TMB）作為免疫治療選擇的重要生物標記。目前也有初步探索性研究結果發現，腫瘤組織中的TMB也與另一個PD-L1的免疫治療藥物Atezolizumab治療的療效具有相關性。

血液中的循環腫瘤DNA（circulating tumor DNA，ctDNA），目前有越來越多的趨勢讓ctDNA成為腫瘤液態切片的重要來源。目前ctDNA主要用於檢測是否存在著腫瘤的驅動基因，而ctDNA在免疫治療的生物標記的應用方面，目前也有初步的探索。