PD-1是免疫球蛋白B7-CD28家族成员之一，由胞外段、疏水性跨膜区、胞内段组成，其胞内段含有免疫受体酪氨酸抑制基序（immunoreceptortyrosine-basedinhibitorymotif,ITIM）、免疫受体酪氨酸转换基序（immunoreceptortyrosine-basedswitchmotif,ITSM）。
其中，ITSM的激活与效应性T细胞应答活性密切相关。PD-1可表达于活化的CD4+T细胞、CD8+T细胞、B细胞、自然杀伤T细胞、单核细胞和树突状细胞上。另外，研究显示PD-1也表达于调节性T细胞（regulatoryTcell,Treg），并能促进Treg细胞的增殖，抑制免疫应答。PD-1包括两个配体：PD-L1、PD-L2（B7-CD,CD273）。
其中，PD-L1是PD-1的主要配体，在许多恶性肿瘤中高表达，包括NSCLC、黑色素瘤、肾细胞癌、前列腺癌、乳腺癌、胶质瘤等。研究发现PD-L1在肿瘤浸润性树突状细胞、肿瘤浸润性淋巴细胞（tumourinfiltratinglymphocytes,TILs）、肿瘤浸润性巨噬细胞中也表达。
目前认为PD-L1的表达可能有两种机制：①由肿瘤的癌基因调控，也称为固有免疫抵抗，通过PI3K-AKT、EGFR、ALK/STAT3等信号通路诱导肿瘤细胞表达PD-L1，此时PD-L1的表达是持续性的，与肿瘤微环境中炎症反应无关；②由肿瘤免疫微环境中的T细胞驱动的，亦称为适应性免疫抵抗，此时PD-L1是抗肿瘤免疫效应过程中产生的炎症信号诱发的，呈非持续性表达，可使机体免受感染引发的、免疫介导的组织损伤。
另外，最新的文献报道显示，在黑色素瘤模型中，PD-L1的上调与CD8T细胞密切相关，而并不依赖于癌基因信号。上述的研究或许能提示哪些患者更能从免疫检查点阻滞剂中受益，未来的研究需要阐明两种不同机制在不同肿瘤中的作用。
值得注意的是，Butte等的研究显示PD-L1除了结合PD-1，也可与激活的T细胞表面的CD-80（B7-1）结合，此时CD-80是作为受体而非配体传递负调节信号。相对于PD-L1，PD-L2仅在NSCLC、黑色素瘤、肾细胞癌等少数肿瘤细胞及浸润性免疫细胞中表达，其具体免疫调节机制尚不完全明确，但PD-L1、PD-L2在信号通路中的功能或有重叠，值得未来进一步探究。
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