Abstract The immune-mediated graft-versus-leukemia effect is important to prevent relapse after allogeneic progenitor cell transplantation. This process requires engraftment of donor immuno-competent cells. The objective of this study was to assess the feasibility of achieving engraftment of allogeneic peripheral blood or bone marrow progenitor cell after purine analog containing nonmyeloablative chemotherapy. Patients with advanced leukemia or myelodysplastic syndromes (MDS) who were not candidates for a conventional myeloablative therapy because of older age or organ dysfunction were eligible. All patients had an HLA-identical or one-antigen–mismatched related donor. Fifteen patients were treated (13 with acute myeloid leukemia and 2 with MDS). The median age was 59 years (range, 27 to 71 years). Twelve patients were either refractory to therapy or beyond first relapse. Eight patients received fludarabine at 30 mg/m2/d for 4 days with idarubicin at 12 mg/m2/d for 3 days and ara-c at 2 g/m2/d for 4 days (n = 7) or melphalan at 140 mg/m2/d (n = 1). Seven patients received 2-chloro-deoxyadenosine at 12 mg/m2/d for 5 days and ara-C 1 at g/m2/d for 5 days. Thirteen patients received allogeneic peripheral blood stem cells and 1 received bone marrow after chemotherapy. Graft-versus-host disease (GVHD) prophylaxis consisted of cyclosporine and methyl-prednisolone. Treatment was generally well tolerated, with only 1 death from multiorgan failure before receiving stem cells. Thirteen patients achieved a neutrophil count of greater than 0.5 × 109/L a median of 10 days postinfusion (range, 8 to 17 days). Ten patients achieved platelet counts of 20 × 109/L a median of 13 days after progenitor cell infusion (range, 7 to 78 days). Eight patients achieved complete remissions (bone marrow blasts were <5% with neutrophil recovery and platelet transfusion independence) that lasted a median of 60 days posttransplantation (range, 34 to 170+ days). Acute GVHD grade ≥2 occurred in 3 patients. Chimerism analysis of bone marrow cells in 6 of 8 patients achieving remission showed ≥90% donor cells between 14 and 30 days postinfusion, and 3 of 4 patients remaining in remission between 60 and 90 days continued to have ≥80% donor cells. We conclude that purine analog-containing nonmyeloablative regimens allow engraftment of HLA-compatible hematopoietic progenitor cells. This approach permits us to explore the graft-versus-leukemia effect without the toxicity of myeloablative therapy and warrants further study in patients with leukemia who are ineligible for conventional transplantation with myeloablative regimens either because of age or concurrent medical conditions.

The pericentric inversion of chromosome 16 [inv(16)(p13q22)] is a characteristic karyotypic abnormality associated with acute myeloid leukemia, most commonly of the M4Eo subtype. The 16p and 16q breakpoints were pinpointed by yeast artificial chromosome and cosmid cloning, and the two genes involved in this inversion were identified. On 16q the inversion occurred near the end of the coding region for CBFβ, also known as PEBP2β, a subunit of a heterodimeric transcription factor regulating genes expressed in T cells; on 16p a smooth muscle myosin heavy chain (SMMHC) gene (MYH11) was interrupted. In six of six inv(16) patient samples tested, an in-frame fusion messenger RNA was demonstrated that connected the first 165 amino acids of CBFβ with the tail region of SMMHC. The repeated coiled coil of SMMHC may result in dimerization of the CBFβ fusion protein, which in turn would lead to alterations in transcriptional regulation and contribute to leukemic transformation.

Abstract Relapse after autologous bone marrow transplantation for chronic myelogenous leukemia (CML) can be due either to the persistence of leukemia cells in systemic tissues following preparative therapy, or due to the persistence of leukemia cells in the autologous marrow used to restore marrow function after intensive therapy. To help distinguish between these two possible causes of relapse, we used safety-modified retroviruses, which contain the bacterial resistance gene NEO, to mark autologous marrow cells that had been collected from patients early in the phase of hematopoietic recovery after in vivo chemotherapy. The cells were then subjected to ex vivo CD34 selection following collection and 30% of the bone marrow were exposed to a safety-modified virus. This marrow was infused after delivery of systemic therapy, which consisted of total body irradiation (1,020 cGy), cyclophosphamide (120 mg/kg), and VP-16 (750 mg/m2). RT PCR assays specific for the bacterial NEO mRNA, which was coded for by the virus, and the bcr-abl mRNA showed that in two evaluable CML patients transplanted with marked cells, sufficient numbers of leukemia cells remained in the infused marrow to contribute to systemic relapse. In addition, both normal and leukemic cells positive for the retroviral transgenome persisted in the systemic circulation of the patients for at least 280 days posttransplant showing that the infused marrow was responsible for the return of hematopoiesis following the preparative therapy. This observation shows that it is possible to use a replication-incompetent safety-modified retrovirus in order to introduce DNA sequences into the hematopoietic cells of patients undergoing autologous bone marrow transplantation. Moreover, this data suggested that additional fractionation procedures will be necessary to reduce the probability of relapse after bone marrow transplantation in at least the advanced stages of the disease in CML patients undergoing autologous bone marrow transplantation procedures.

Summary

Background

 Internal tandem duplication mutations in FLT3 are common in acute myeloid leukaemia and are associated with rapid relapse and short overall survival. The clinical benefit of FLT3 inhibitors in patients with acute myeloid leukaemia has been limited by rapid generation of resistance mutations, particularly in codon Asp835 (D835). We aimed to assess the highly selective oral FLT3 inhibitor gilteritinib in patients with relapsed or refractory acute myeloid leukaemia. 

Methods

 In this phase 1–2 trial, we enrolled patients aged 18 years or older with acute myeloid leukaemia who either were refractory to induction therapy or had relapsed after achieving remission with previous treatment. Patients were enrolled into one of seven dose-escalation or dose-expansion cohorts assigned to receive once-daily doses of oral gilteritinib (20 mg, 40 mg, 80 mg, 120 mg, 200 mg, 300 mg, or 450 mg). Cohort expansion was based on safety and tolerability, FLT3 inhibition in correlative assays, and antileukaemic activity. Although the presence of an FLT3 mutation was not an inclusion criterion, we required ten or more patients with locally confirmed FLT3 mutations (FLT3^mut+) to be enrolled in expansion cohorts at each dose level. On the basis of emerging findings, we further expanded the 120 mg and 200 mg dose cohorts to include FLT3^mut+ patients only. The primary endpoints were the safety, tolerability, and pharmacokinetics of gilteritinib. Safety and tolerability were assessed in the safety analysis set (all patients who received at least one dose of gilteritinib). Responses were assessed in the full analysis set (all patients who received at least one dose of study drug and who had at least one datapoint post-treatment). Pharmacokinetics were assessed in a subset of the safety analysis set for which sufficient data for concentrations of gilteritinib in plasma were available to enable derivation of one or more pharmacokinetic variables. This study is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT02014558, and is ongoing. 

Findings

 Between Oct 15, 2013, and Aug 27, 2015, 252 adults with relapsed or refractory acute myeloid leukaemia received oral gilteritinib once daily in one of seven dose-escalation (n=23) or dose-expansion (n=229) cohorts. Gilteritinib was well tolerated; the maximum tolerated dose was established as 300 mg/day when two of three patients enrolled in the 450 mg dose-escalation cohort had two dose-limiting toxicities (grade 3 diarrhoea and grade 3 elevated aspartate aminotransferase). The most common grade 3–4 adverse events irrespective of relation to treatment were febrile neutropenia (97 [39%] of 252), anaemia (61 [24%]), thrombocytopenia (33 [13%]), sepsis (28 [11%]), and pneumonia (27 [11%]). Commonly reported treatment-related adverse events were diarrhoea (41 [16%] of 252]), fatigue (37 [15%]), elevated aspartate aminotransferase (33 [13%]), and elevated alanine aminotransferase (24 [10%]). Serious adverse events occurring in 5% or more of patients were febrile neutropenia (78 [31%] of 252; five related to treatment), progressive disease (43 [17%]), sepsis (36 [14%]; two related to treatment), pneumonia (27 [11%]), acute renal failure (25 [10%]; five related to treatment), pyrexia (21 [8%]; three related to treatment), bacteraemia (14 [6%]; one related to treatment), and respiratory failure (14 [6%]). 95 people died in the safety analysis set, of which seven deaths were judged possibly or probably related to treatment (pulmonary embolism [200 mg/day], respiratory failure [120 mg/day], haemoptysis [80 mg/day], intracranial haemorrhage [20 mg/day], ventricular fibrillation [120 mg/day], septic shock [80 mg/day], and neutropenia [120 mg/day]). An exposure-related increase in inhibition of FLT3 phosphorylation was noted with increasing concentrations in plasma of gilteritinib. In-vivo inhibition of FLT3 phosphorylation occurred at all dose levels. At least 90% of FLT3 phosphorylation inhibition was seen by day 8 in most patients receiving a daily dose of 80 mg or higher. 100 (40%) of 249 patients in the full analysis set achieved a response, with 19 (8%) achieving complete remission, ten (4%) complete remission with incomplete platelet recovery, 46 (18%) complete remission with incomplete haematological recovery, and 25 (10%) partial remission. 

Interpretation

 Gilteritinib had a favourable safety profile and showed consistent FLT3 inhibition in patients with relapsed or refractory acute myeloid leukaemia. These findings confirm that FLT3 is a high-value target for treatment of relapsed or refractory acute myeloid leukaemia; based on activity data, gilteritinib at 120 mg/day is being tested in phase 3 trials. 

Funding

 Astellas Pharma, National Cancer Institute (Leukemia Specialized Program of Research Excellence grant), Associazione Italiana Ricerca sul Cancro.

Clinical trials that led to ibrutinib’s approval for the treatment of chronic lymphocytic leukemia showed that its side effects differ from those of traditional chemotherapy. Reasons for discontinuation in clinical practice have not been adequately studied. We conducted a retrospective analysis of chronic lymphocytic leukemia patients treated with ibrutinib either commercially or on clinical trials. We aimed to compare the type and frequency of toxicities reported in either setting, assess discontinuation rates, and evaluate outcomes. This multicenter, retrospective analysis included ibrutinib-treated chronic lymphocytic leukemia patients at nine United States cancer centers or from the Connect® Chronic Lymphocytic Leukemia Registry. We examined demographics, dosing, discontinuation rates and reasons, toxicities, and outcomes. The primary endpoint was progression-free survival. Six hundred sixteen ibrutinib-treated patients were identified. A total of 546 (88%) patients were treated with the commercial drug. Clinical trial patients were younger (mean age 58 versus 61 years, P=0.01) and had a similar time from diagnosis to treatment with ibrutinib (mean 85 versus 87 months, P=0.8). With a median follow-up of 17 months, an estimated 41% of patients discontinued ibrutinib (median time to ibrutinib discontinuation was 7 months). Notably, ibrutinib toxicity was the most common reason for discontinuation in all settings. The median progression-free survival and overall survival for the entire cohort were 35 months and not reached (median follow-up 17 months), respectively. In the largest reported series on ibrutinib- treated chronic lymphocytic leukemia patients, we show that 41% of patients discontinued ibrutinib. Intolerance as opposed to chronic lymphocytic leukemia progression was the most common reason for discontinuation. Outcomes remain excellent and were not affected by line of therapy or whether patients were treated on clinical studies or commercially. These data strongly argue in favor of finding strategies to minimize ibrutinib intolerance so that efficacy can be further maximized. Future clinical trials should consider time-limited therapy approaches, particularly in patients achieving a complete response, in order to minimize ibrutinib exposure.

Retrospective studies have suggested that older adolescents and young adults (AYAs) with acute lymphoblastic leukemia (ALL) have better survival rates when treated using a pediatric ALL regimen administered by pediatric treatment teams. To address the feasibility and efficacy of using a pediatric treatment regimen for AYA patients with newly diagnosed ALL administered by adult treatment teams, we performed a prospective study, CALGB 10403, with doses and schedule identical to those in the Children’s Oncology Group study AALL0232. From 2007 to 2012, 318 patients were enrolled; 295 were eligible and evaluable for response. Median age was 24 years (range, 17-39 years). Use of the pediatric regimen was safe; overall treatment-related mortality was 3%, and there were only 2 postremission deaths. Median event-free survival (EFS) was 78.1 months (95% confidence interval [CI], 41.8 to not reached), more than double the historical control of 30 months (95% CI, 22-38 months); 3-year EFS was 59% (95% CI, 54%-65%). Median overall survival (OS) was not reached. Estimated 3-year OS was 73% (95% CI, 68%-78%). Pretreatment risk factors associated with worse treatment outcomes included obesity and presence of the Philadelphia-like gene expression signature. Use of a pediatric regimen for AYAs with ALL up to age 40 years was feasible and effective, resulting in improved survival rates compared with historical controls. CALGB 10403 can be considered a new treatment standard upon which to build for improving survival for AYAs with ALL. This trial was registered at www.clinicaltrials.gov as #NCT00558519. Subjects: Clinical Trials and Observations, Lymphoid Neoplasia, Pediatric Hematology Topics: acute lymphocytic leukemia, adolescent, cancer and leukemia group b, obesity, pediatrics, young adult, leukemia, lymphocytic, acute, childhood, treatment outcome, child, medical oncology

Primary graft failure (PGF) and multi-lineage cytopenia (MLC) increase the risk of nonrelapse mortality in allogeneic hematopoietic cell transplants (HCT). We evaluated the impact of post-transplant cyclophosphamide (PTCy) and splenomegaly on PGF and MLC for hematological malignancies. This study included patients with PTCy (N=84) and conventional graft-vs.-host disease prophylaxis (N=199). The occurrence of splenomegaly varied widely, ranging from 17.1% (acute myeloid leukemia) to 66.7% (myeloproliferative neoplasms). Ten patients (N=8 in the PTCy and N=2 in the non- PTCy) developed PGF, and 44 patients developed MLC (both N=22). PTCy and severe splenomegaly (≥20 cm) were risk factors for PGF (odds ratio (OR): 10.40, p<0.01 and 6.74, p=0.01 respectively). Moreover, severe splenomegaly was a risk factor for PGF in PTCy patients (OR: 10.20, p=0.01). PTCy (hazard ratio (HR) 2.09, p=0.02), moderate (≥15, <20 cm, HR 4.36, p<0.01), and severe splenomegaly (HR 3.04, p=0.01) were independent risk factors for MLC. However, in subgroup analysis in PTCy patients, only mild splenomegaly (≥12, <15 cm, HR 4.62, p=0.01) was a risk factor for MLC. We recommend all patients be screened for splenomegaly before HCT, and PTCy is cautioned in those with splenomegaly.

e19012 Background: Mantle cell lymphoma is an aggressive lymphoma with poor survival after chemotherapy alone. Both autologous (auto) and allogeneic (allo) transplants have improved outcomes over the years, but transplant strategies most beneficial for MCL are not clearly defined. Recently, BTK inhibitors and chimeric antigen therapies (CAR T) therapy approach has changed the landscape of Mantle cell Lymphoma. Methods: Patient Population:A total of 71 patients underwent transplant for diagnosis of MCL at Penn State Cancer Institute, between March 1993 and March 2023. Median follow up was 3.1 years (32 days-9883 days) after transplant. Patient Characteristics: A total of 71 patients (62 M: 9 F) underwent transplants, including autologous (n=30), allogeneic (n=32), and CAR T (n=9). Since 2020, 19 transplants were performed: CAR T (n=9) auto transplants (n=9) and allogeneic transplants (n=1). Relapsed and refractory MCL (n=4) patients received CAR T whereas patients achieving CR 1 (n=8) and PR1 (n=1) received auto transplants. Most patients were Caucasian (n= 68), with few Hispanic (1), African American (1), or Asian (1). Results: Median age at the time of transplant was 61 (37-70) years for autologous, 56 (33-67) years for allogenic and 63 (55 -75) years for CAR T respectively. Disease status at transplant was CR 52.1% (n=37), primary induction failure or relapsed/refractory 36.6% (n=26), PR 11.3% (n=8). High LDH was seen at the time of transplant in 16.9% (n=12) patients and normal in 83.1%(n=59) patients. Blastoid morphology was seen in only 13.8% (n=4) autologous, 37.9% (n=11) allogenic and 33.3% (n=3) CAR T patients. Outcomes: Overall survival (OS) at 1 year and 3 years was 93.3% and 85.9% for autologous (auto) transplants, 62.5% and 52.9% for Allogeneic (allo) transplants, 88.9% and 76.2% for CAR-T therapy respectively (P = 0.007). Progression free survival at 1 year and 3 years was 86.3% and 75.0% for auto transplants; 50.0% and 43.3% for allo Transplants; 66.7% and 66.7% for CART Therapy (P = 0.03). Primary cause of death was Treatment Related Mortality (TRM) (n= 9) (GVHD=4; Pulmonary=3; MOF=2) and disease progression (n=10); unknown (n=4); other (n=1). Primary cause of death for CAR T therapy was grade IV ICANS and disease progression. Conclusions: Recently CAR T therapies have changed the landscape of MCL treatment algorithm in both Blastoid and non-Blastoid histology MCL patients. But in the era of CAR T therapy and BTK inhibitors for MCL, achieving CR at the time of transplant predicts improved long-term outcomes. Randomized studies or larger retrospective CIBMTR data analysis may be important to answer best transplant strategy for MCL patients. [Table: see text]

Acute myeloid leukemia (AML) is an aggressive disease with complex and heterogeneous biology. Although several genomic classifications have been proposed, there is a growing interest in going beyond genomics to stratify AML. In this study, we profile the sphingolipid family of bioactive molecules in 213 primary AML samples and 30 common human AML cell lines. Using an integrative approach, we identify two distinct sphingolipid subtypes in AML characterized by a reciprocal abundance of hexosylceramide (Hex) and sphingomyelin (SM) species. The two Hex-SM clusters organize diverse samples more robustly than known AML driver mutations and are coupled to latent transcriptional states. Using transcriptomic data, we develop a machine-learning classifier to infer the Hex-SM status of AML cases in TCGA and BeatAML clinical repositories. The analyses show that the sphingolipid subtype with deficient Hex and abundant SM is enriched for leukemic stemness transcriptional programs and comprises an unappreciated high-risk subgroup with poor clinical outcomes. Our sphingolipid-focused examination of AML identifies patients least likely to benefit from standard of care and raises the possibility that sphingolipidomic interventions could switch the subtype of AML patients who otherwise lack targetable alternatives.

Abstract Acute myeloid leukemia (AML) is an aggressive hematologic malignancy requiring urgent treatment advancements. Ceramide is a cell death-promoting signaling lipid that plays a central role in therapy-induced cell death. Acid ceramidase (AC), a ceramide-depleting enzyme, is overexpressed in AML and promotes leukemic survival and drug resistance. The ceramidase inhibitor B-13 and next-generation lysosomal-localizing derivatives termed dimethylglycine (DMG)-B-13 prodrugs have been developed but remain untested in AML. Here, we report the in vitro anti-leukemic efficacy and mechanism of DMG-B-13 prodrug, LCL-805, across AML cell lines and primary patient samples. LCL-805 inhibited AC enzymatic activity, increased total ceramides, and reduced sphingosine levels. A median EC50 value of 11.7 μM was achieved for LCL-805 in cell viability assays across 32 human AML cell lines. As a single agent tested across a panel of 71 primary AML patient samples, a median EC50 value of 15.8 μM was achieved. Exogenous ceramide supplementation with C6-ceramide nanoliposomes, which is entering phase I/II clinical trial for relapsed/refractory AML, significantly enhanced LCL-805 killing. Mechanistically, LCL-805 antagonized Akt signaling and led to iron-dependent cell death distinct from canonical ferroptosis. These findings elucidated key factors involved in LCL-805 cytotoxicity and demonstrated the potency of combining AC inhibition with exogenous ceramide.