Described herein are methods for treating cancer in a subject. In particular, methods are provided for treating non-small cell lung cancer and melanoma using a combination consisting of entinostat and an anti-PD-1 or anti-PD-L1 antibody. In one aspect, the anti-PD-1 antibody is pembrolizumab. In one aspect, the cancer is characterized by overexpression of PD-L1. In one aspect, the cancer is characterized by low expression of PD-L1.本明細書において、被験体におけるがんを処置する方法を記載する。特に、エンチノスタット、および抗PD-1抗体または抗PD-L1抗体からなる組合せを用いて非小細胞肺がんおよびメラノーマを処置するための方法が提供される。一局面において、上記抗PD-1抗体はペンブロリズマブである。一局面において、上記がんは、PD-L1の過剰発現により特徴付けられる。一局面において、上記がんは、PD-L1の低発現により特徴付けられる。