Abstract Alterations in EGFR, KRAS, and ALK are oncogenic drivers in lung cancer, but how oncogenic signaling influences immunity in the tumor microenvironment is just beginning to be understood. Immunosuppression likely contributes to lung cancer, because drugs that inhibit immune checkpoints like PD-1 and PD-L1 have clinical benefit. Here, we show that activation of the AKT–mTOR pathway tightly regulates PD-L1 expression in vitro and in vivo. Both oncogenic and IFNγ-mediated induction of PD-L1 was dependent on mTOR. In human lung adenocarcinomas and squamous cell carcinomas, membranous expression of PD-L1 was significantly associated with mTOR activation. These data suggest that oncogenic activation of the AKT–mTOR pathway promotes immune escape by driving expression of PD-L1, which was confirmed in syngeneic and genetically engineered mouse models of lung cancer where an mTOR inhibitor combined with a PD-1 antibody decreased tumor growth, increased tumor-infiltrating T cells, and decreased regulatory T cells. Cancer Res; 76(2); 227–38. ©2015 AACR.

Lymphocyte-activation gene 3 (LAG-3) is an immune inhibitory receptor, with major histocompatibility complex class II (MHC-II) as a canonical ligand. However, it remains controversial whether MHC-II is solely responsible for the inhibitory function of LAG-3. Here, we demonstrate that fibrinogen-like protein 1 (FGL1), a liver-secreted protein, is a major LAG-3 functional ligand independent from MHC-II. FGL1 inhibits antigen-specific T cell activation, and ablation of FGL1 in mice promotes T cell immunity. Blockade of the FGL1-LAG-3 interaction by monoclonal antibodies stimulates tumor immunity and is therapeutic against established mouse tumors in a receptor-ligand inter-dependent manner. FGL1 is highly produced by human cancer cells, and elevated FGL1 in the plasma of cancer patients is associated with a poor prognosis and resistance to anti-PD-1/B7-H1 therapy. Our findings reveal an immune evasion mechanism and have implications for the design of cancer immunotherapy.

Abstract Purpose: Results from the first-in-human phase I trial of the anti–programmed death-1 (PD-1) antibody BMS-936558 in patients with treatment-refractory solid tumors, including safety, tolerability, pharmacodynamics, and immunologic correlates, have been previously reported. Here, we provide long-term follow-up on three patients from that trial who sustained objective tumor regressions off therapy, and test the hypothesis that reinduction therapy for late tumor recurrence can be effective. Experimental Design: Three patients with colorectal cancer, renal cell cancer, and melanoma achieved objective responses on an intermittent dosing regimen of BMS-936558. Following cessation of therapy, patients were followed for more than 3 years. A patient with melanoma who experienced a prolonged partial regression followed by tumor recurrence received reinduction therapy. Results: A patient with colorectal cancer experienced a complete response, which is ongoing after 3 years. A patient with renal cell cancer experienced a partial response lasting 3 years off therapy, which converted to a complete response, which is ongoing at 12 months. A patient with melanoma achieved a partial response that was stable for 16 months off therapy; recurrent disease was successfully treated with reinduction anti-PD-1 therapy. Conclusion: These data represent the most prolonged observation to date of patients with solid tumors responding to anti-PD-1 immunotherapy and the first report of successful reinduction therapy following delayed tumor progression. They underscore the potential for immune checkpoint blockade with anti-PD-1 to reset the equilibrium between tumor and the host immune system. Clin Cancer Res; 19(2); 462–8. ©2012 AACR.

Abstract B7-H1 is an immunoglobulin-like immune suppressive molecule broadly detectable on the majority of human and rodent cancers, and its functions have been attributed to delivering an inhibitory signal to its counter-receptor programmed death-1 (PD-1) on T cells. Here we report that B7-H1 on cancer cells receives a signal from PD-1 to rapidly induce resistance against T cell–mediated killing because crippling signaling capacity of B7-H1 but not PD-1 ablates this resistance. Importantly, loss of B7-H1 signaling is accompanied by increased susceptibility to immune-mediated tumoricidal activity. In addition to resistance against T-cell destruction, B7-H1+ cancer cells also become refractory to apoptosis induced by Fas ligation or the protein kinase inhibitor Staurosporine. Our study reveals a new mechanism by which cancer cells use a receptor on immune cells as a ligand to induce resistance to therapy.

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA) has a poor prognosis due to late detection and resistance to conventional therapies. Published studies show that the PDA tumor microenvironment is predominantly infiltrated with immune suppressive cells and signals that if altered, would allow effective immunotherapy. However, single-agent checkpoint inhibitors including agents that alter immune suppressive signals in other human cancers such as cytotoxic T-lymphocyte antigen 4 (CTLA-4), programmed death 1 (PD-1), and its ligand PD-L1, have failed to demonstrate objective responses when given as single agents to PDA patients. We recently reported that inhibition of the CTLA-4 pathway when given together with a T cell inducing vaccine gives objective responses in metastatic PDA patients. In this study, we evaluated blockade of the PD-1/PD-L1 pathway. We found that PD-L1 is weakly expressed at a low frequency in untreated human and murine PDAs but treatment with a granulocyte macrophage colony-stimulating factor secreting PDA vaccine (GVAX) significantly upregulates PD-L1 membranous expression after treatment of tumor-bearing mice. In addition, combination therapy with vaccine and PD-1 antibody blockade improved murine survival compared with PD-1 antibody monotherapy or GVAX therapy alone. Furthermore, PD-1 blockade increased effector CD8+ T lymphocytes and tumor-specific interferon-γ production of CD8+ T cells in the tumor microenvironment. Immunosuppressive pathways, including regulatory T cells and CTLA-4 expression on T cells were overcome by the addition of vaccine and low-dose cyclophosphamide to PD-1 blockade. Collectively, our study supports combining PD-1 or PD-L1 antibody therapy with a T cell inducing agent for PDA treatment.

BackgroundHigh tumor mutational burden (TMB-H) is correlated with enhanced objective response rate (ORR) and progression-free survival (PFS) for certain cancers receiving immunotherapy. This study aimed to investigate the safety and efficacy of toripalimab, a humanized programmed death-1 (PD-1) antibody, in advanced gastric cancer (AGC), and the predictive survival benefit of TMB and PD-L1.Patients and methodsWe reported on the AGC cohort of phase Ib/II trial evaluating the safety and activity of toripalimab in patients with AGC, oesophageal squamous cell carcinoma, nasopharyngeal carcinoma and head and neck squamous cell carcinoma. In cohort 1, 58 chemo-refractory AGC patients received toripalimab (3 mg/kg d1, Q2W) as a monotherapy. In cohort 2, 18 chemotherapy-naive AGC patients received toripalimab (360 mg d1, Q3W) with oxaliplatin 130 mg/m2 qd, d1, capecitabine 1000 mg/m2 b.i.d., d1–d14, Q3W as first-line treatment. Primary end point was ORR. Biomarkers such as PD-L1 and TMB were evaluated for correlation with clinical efficacy.ResultsIn cohort 1, the ORR was 12.1% and the disease control rate (DCR) was 39.7%. Median PFS was 1.9 months and median OS was 4.8 months. The TMB-H group showed significant superior OS than the TMB-L group [14.6 versus 4.0 months, HR = 0.48 (96% CI 0.24–0.96), P = 0.038], while PD-L1 overexpression did not correlate with significant survival benefit. A 77.6% of patients experienced at least one treatment-related adverse event (TRAE), and 22.4% of patients experienced a grade 3 or higher TRAE. In cohort 2, the ORR was 66.7% and the DCR was 88.9%. A 94.4% of patients experienced at least one TRAE and 38.9% of patients experienced grade 3 or higher TRAEs.ConclusionsToripalimab has demonstrated a manageable safety profile and promising antitumor activity in AGC patients, especially in combination with XELOX. High TMB may be a predictive marker for OS of AGC patients receiving toripalimab as a single agent.Trial registrationClinicalTrials.gov NCT02915432.

Platinum-based chemotherapy is the standard first-line treatment for advanced esophageal squamous cell carcinoma (ESCC). In this phase 3 study (ClinicalTrial.gov: NCT03829969), 514 patients with treatment-naïve advanced ESCC were randomized (1:1) to receive toripalimab or placebo in combination with paclitaxel plus cisplatin (TP) every 3 weeks for up to 6 cycles, followed by toripalimab or placebo maintenance. At the prespecified final analysis of progression-free survival (PFS), a significant improvement in PFS is observed for the toripalimab arm over the placebo arm (hazard ratio [HR] = 0.58; 95% CI, 0.46–0.74; p < 0.0001). The prespecified interim analysis of overall survival (OS) also reveals a significant OS improvement for patients treated with toripalimab plus TP over placebo plus TP (HR = 0.58; 95% CI, 0.43–0.78; p = 0.0004). The incidences of grade ≥3 treatment-emergent adverse events are similar between the two arms. Toripalimab plus TP significantly improves PFS and OS in patients with treatment-naïve, advanced ESCC, with a manageable safety profile.

As yet, no checkpoint inhibitor has been approved to treat nasopharyngeal carcinoma (NPC). This study was aimed to evaluate the antitumor activity, safety, and biomarkers of toripalimab, a new programmed death-1 (PD-1) inhibitor for recurrent or metastatic NPC (RM-NPC) refractory to standard chemotherapy.In this single-arm, multicenter phase II study, patients with RM-NPC received 3 mg/kg toripalimab once every 2 weeks via intravenous infusion until confirmed disease progression or unacceptable toxicity. The primary end point was objective response rate (ORR). The secondary end points included safety, duration of response (DOR), progression-free survival (PFS), and overall survival (OS).Among all 190 patients, the ORR was 20.5% with median DOR 12.8 months, median PFS 1.9 months, and median OS 17.4 months. Among 92 patients who failed at least two lines of systemic chemotherapy, the ORR was 23.9%. The ORRs were 27.1% and 19.4% in PD-L1+ and PD-L1- patients, respectively (P = .31). Patients with ≥ 50% decrease of plasma Epstein-Barr virus (EBV) DNA copy number on day 28 had significantly better ORR than those with < 50% decrease, 48.3% versus 5.7% (P = .0001). Tumor mutational burden had a median value of 0.95 muts/mega-base in the cohort and had no predictive value for response. Whole-exome sequencing results from 174 patients revealed that the patients with genomic amplification in 11q13 region or ETV6 genomic alterations had poor responses to toripalimab.The POLARIS-02 study demonstrated a manageable safety profile and durable clinical response of toripalimab in patients with chemorefractory metastatic NPC. An early decrease in plasma EBV DNA copy number correlated with favorable response.