Immunoterapia z zastosowaniem leków blokujących punkty kontrolne zdaje się rewolucjonizować leczenie nowotworów litych, w tym raka płuca. Blokery szlaku PD-1, PD-L1 wykazały skuteczność w zakresie długotrwałego przeżycia w zaawansowanym raku płuca z przerzutami. U indywidualnych chorych osiąga się kilkuletnie przeżycia. W leczeniu raka płuca zarejestrowano nivolumab, pembrolizumab i atezolizumab. Obserwacje z praktyki klinicznej wskazują na podobną skuteczność tych leków, jak w próbach klinicznych. Efekty leczenia zależą od stanu sprawności. Wiek, płeć, typ histologiczny, obecność przerzutów do mózgu nie wpływały na wyniki leczenia. Leczenie antagonistami punktów kontrolnych jest bezpieczne i dobrze tolerowane, działania niepożądane wiążą się z zapaleniami o podłożu autoimmunizacyjnym. Poważnym i niekiedy śmiertelnym powikłaniem może być zapalenie pęcherzyków płucnych (pneumonitis), choć zazwyczaj poddaje się leczeniu glikokortykosteroidami. W celu odpowiedniej kwalifikacji chorych do leczenia ocenia się ekspresję PD-L1 na komórkach raka. Tak zwane guzy „gorące”, ze znaczną ekspresją PD-L1 i bogatym naciekiem z limfocytów cytotoksycznych zdają się lepiej odpowiadać na immunoterapię niż guzy „zimne”.