目的探讨非小细胞肺癌（NSCLC）患者外周血程序性死亡分子1（PD-1）、程序性死亡分子1配体（PD-L1）表达水平与肿瘤标志物、病理分期的关系。方法选取2024年4-10月山西省汾阳医院收治的70例NSCLC患者作为NSCLC组，另选择30例体检健康者作为对照组。收集所有研究对象的基线资料，采用流式细胞术检测外周血T细胞亚群PD-1和D-L1表达水平，采用电化学发光免疫分析法检测血清肿瘤标志物［癌胚抗原（CEA）、细胞角质蛋白19片段抗原21-1（CYFRA21-1）］表达水平；采用流式细胞术检测外周血中调节性T细胞（Treg）和辅助性T细胞17（Th17）细胞占CD4 +T细胞的比例。分析NSCLC患者外周血PD-1、PD-L1表达水平与其病理类型及TNM分期的关系，相关性分析采用Pearson探讨。结果NSCLC组患者的外周血CD4 +T细胞PD-1、CD8 +T细胞PD-1、CD8 +T细胞表面PD-L1表达率均显著高于对照组（P＜0.05）。不同病理类型的NSCLC患者外周血PD-1、PD-L1表达水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；TNM分期为Ⅲ~Ⅳ期NSCLC患者的外周血CD4 +T细胞PD-1、CD8 +T细胞PD-1、CD8 + T细胞表面PD-L1表达水平均高于Ⅰ~Ⅱ期（P＜0.05）。NSCLC组患者血清肿瘤标志物CEA、CYFRA21-1表达水平均高于对照组（P＜0.05）。Pearson相关分析显示，NSCLC患者CD4 +T细胞PD-1、CD8 +T细胞PD-1及CD8 +T细胞PD-L1表达水平与血清肿瘤标志物（CEA、CYFRA21-1）表达水平及免疫细胞亚群（Treg、Th17）表达水平呈正相关（均P＜0.05）。NSCLC组患者的Treg细胞、Th17细胞表达水平均高于对照组（P＜0.05）。结论NSCLC患者外周血T细胞PD-1、PD-L1表达水平不仅与血清肿瘤标志物CEA、CYFRA21-1呈正相关，且随TNM分期进展显著升高。此外，外周血PD-1、PD-L1表达水平与Treg细胞和Th17细胞两种免疫细胞亚群均存在正向关联。