疼痛是一個涉及整個神經系統的多層面感覺。疼痛過程通常始於易發生創傷、感染或損傷（ 包括腫瘤在組織或神經中的生長）的外周組織。不同模式的電活動和化學活動透過專門的神經纖維把疼痛資訊轉移到脊髓，整合後的傳入資訊透過更加複雜的通路興奮相應的大腦皮層區。各級系統相互調節制約。在組織癒合時周圍神經和中樞系統會發生短暫性變化，這種短暫性的變化可引起急性疼痛。與之相反的是，外周組織、脊髓和大腦通路的永續性變化可引起慢性疼痛。炎症性疼痛是由化學物質介導的，神經性疼痛是由電位的變化介導的。
由於癌症的治療和檢測手段的改進，癌症患者的生存時間大大延長，慢性疼痛越來越影響著患者的生活質量，腫瘤骨轉移是中晚期癌症患者疼痛的最常見原因，大約 75% 進展期癌症患者有骨痛的臨床表現。在目前常規治療方法下約有一半的患者疼痛可得到暫時性緩解。這迫切要求尋找到一個全新的治療方法。
程式性細胞死亡蛋白1 (Programmed cell death protein 1, PD-1)是一種免疫檢查點調節劑，是免疫治療的主要靶點，抗PD-1單克隆抗體在癌症治療中療效顯著。同時，越來越多的證據表明，神經元中的PD-1訊號通路可調控神經元的興奮性、突觸傳遞和突觸可塑性，從而影響某些神經系統疾病的發生發展，慢性疼痛即為其中之一。
Chen G, K.Y.H., Li H, Luo H, Liu D, Zhang Z, Lay M, Chang W, Zhang Y, Ji R, PD-Ll inhibits acute and chronic pain by suppressing nociceptive neuron activity via PD-l.?NAT NEUROSCI, 2017. 20: p. 917-926.
Wang K, G.Y., Liao Y, Bang S, Donnelly C.R.， Chen O, Tao X, Mirando A.J., Hilton M.J., Ji R.R., PD-l blockade inhibits osteoclast formation and murine bone cancer pain.?J CLIN INVEST, 2020. 130: p. 3603-3620.
研究表明，將PD-1的配體之一PD-L1應用於野生型小鼠以及炎性、神經性和癌性疼痛的小鼠模型均可起到鎮痛作用。目前認為PD-L1/PD-1通路的啟用主要透過以下幾種機制發揮鎮痛作用：（1）調節下游鈉、鉀等離子通道，降低神經元的興奮性和突觸傳遞，從而抑制痛覺訊號的產生和傳導；（2）啟用磷酸酶SHP-1與TRP家族成員如TRPV1、TREK2等痛覺感受器相關通路相互作用，抑制疼痛產生；（3）與感覺神經元中阿片類受體相互作用，參與調節其訊號傳遞及其介導的鎮痛和麻醉；（4）參與調節GABA能神經傳遞和GABA介導的鎮痛和麻醉。因此，在使用PD-1抑制劑進行抗腫瘤治療的同時，可能因其對於神經元的調節作用而影響疼痛控制。
Zhao, J., et al., Emerging Role of PD-1 in the Central Nervous System and Brain Diseases.?Neurosci Bull, 2021. 37(8): p. 1188-1202.
其他常見的抗腫瘤治療方法也會導致慢性疼痛，如化療，可能與慢性外周或中樞神經系統炎症有關。
Ji, R.R., A. Chamessian, and Y.Q. Zhang, Pain regulation by non-neuronal cells and inflammation.?Science, 2016. 354(6312): p. 572-577.
