The programmed death 1 (PD-1) receptor is a negative regulator of T-cell effector mechanisms that limits immune responses against cancer. We tested the anti–PD-1 antibody lambrolizumab (previously known as MK-3475) in patients with advanced melanoma.

Approximately 50% of melanomas harbor activating (V600) mutations in the serine–threonine protein kinase B-RAF (BRAF). The oral BRAF inhibitor vemurafenib (PLX4032) frequently produced tumor regressions in patients with BRAF V600–mutant metastatic melanoma in a phase 1 trial and improved overall survival in a phase 3 trial.

Activating mutations in serine–threonine protein kinase B-RAF (BRAF) are found in 50% of patients with advanced melanoma. Selective BRAF-inhibitor therapy improves survival, as compared with chemotherapy, but responses are often short-lived. In previous trials, MEK inhibition appeared to be promising in this population.

Background Activating mutations in serine–threonine protein kinase B-RAF (BRAF) are found in 50% of patients with advanced melanoma. Selective BRAF-inhibitor therapy improves survival, as compared with chemotherapy, but responses are often short-lived. In previous trials, MEK inhibition appeared to be promising in this population. Methods In this phase 3 open-label trial, we randomly assigned 322 patients who had metastatic melanoma with a V600E or V600K BRAF mutation to receive either trametinib, an oral selective MEK inhibitor, or chemotherapy in a 2:1 ratio. Patients received trametinib (2 mg orally) once daily or intravenous dacarbazine (1000 mg per square meter of body-surface area) or paclitaxel (175 mg per square meter) every 3 weeks. Patients in the chemotherapy group who had disease progression were permitted to cross over to receive trametinib. Progression-free survival was the primary end point, and overall survival was a secondary end point. Results Median progression-free survival was 4.8 months in the trametinib group and 1.5 months in the chemotherapy group (hazard ratio for disease progression or death in the trametinib group, 0.45; 95% confidence interval [CI], 0.33 to 0.63; P<0.001). At 6 months, the rate of overall survival was 81% in the trametinib group and 67% in the chemotherapy group despite crossover (hazard ratio for death, 0.54;95% CI, 0.32 to 0.92; P = 0.01). Rash, diarrhea, and peripheral edema were the most common toxic effects in the trametinib group and were managed with dose interruption and dose reduction; asymptomatic and reversible reduction in the cardiac ejection fraction and ocular toxic effects occurred infrequently. Secondary skin neoplasms were not observed. Conclusions Trametinib, as compared with chemotherapy, improved rates of progression-free and overall survival among patients who had metastatic melanoma with a BRAF V600E or V600K mutation. (Funded by GlaxoSmithKline; METRIC ClinicalTrials .gov number, NCT01245062.)

Sentinel-lymph-node biopsy is associated with increased melanoma-specific survival (i.e., survival until death from melanoma) among patients with node-positive intermediate-thickness melanomas (1.2 to 3.5 mm). The value of completion lymph-node dissection for patients with sentinel-node metastases is not clear.

Melanoma of the skin is a common cancer only in Europeans, whereas it arises in internal body surfaces (mucosal sites) and on the hands and feet (acral sites) in people throughout the world. Here we report analysis of whole-genome sequences from cutaneous, acral and mucosal subtypes of melanoma. The heavily mutated landscape of coding and non-coding mutations in cutaneous melanoma resolved novel signatures of mutagenesis attributable to ultraviolet radiation. However, acral and mucosal melanomas were dominated by structural changes and mutation signatures of unknown aetiology, not previously identified in melanoma. The number of genes affected by recurrent mutations disrupting non-coding sequences was similar to that affected by recurrent mutations to coding sequences. Significantly mutated genes included BRAF, CDKN2A, NRAS and TP53 in cutaneous melanoma, BRAF, NRAS and NF1 in acral melanoma and SF3B1 in mucosal melanoma. Mutations affecting the TERT promoter were the most frequent of all; however, neither they nor ATRX mutations, which correlate with alternative telomere lengthening, were associated with greater telomere length. Most melanomas had potentially actionable mutations, most in components of the mitogen-activated protein kinase and phosphoinositol kinase pathways. The whole-genome mutation landscape of melanoma reveals diverse carcinogenic processes across its subtypes, some unrelated to sun exposure, and extends potential involvement of the non-coding genome in its pathogenesis. The first large, high-coverage whole-genome sequencing study of melanomas from cutaneous, acral and mucosal sites. Melanoma is a highly metastatic cancer with a high mutation load, and signatures in some subtypes are often associated with exposure to ultraviolet radiation. Graham Mann and colleagues report whole-genome sequencing of tumour samples from patients with melanoma, including 75 primary melanomas, 93 melanoma metastases and 15 cell lines derived from melanoma metastases. The authors compare the genomic landscapes of cutaneous, acral and mucosal subtypes of melanoma, identifying distinct mutational signatures by subtype. Cutaneous melanomas showed mutational signatures of ultraviolet radiation exposure, whereas acral and mucosal melanomas showed a lower mutation burden and more frequent complex structural rearrangements in comparison to other melanoma subtypes. Understanding the whole-genome landscapes of all melanoma subtypes is important for investigating melanoma prevention and targeted treatment.

Importance

 The programmed death 1 (PD-1) pathway limits immune responses to melanoma and can be blocked with the humanized anti-PD-1 monoclonal antibody pembrolizumab. 

Objective

 To characterize the association of pembrolizumab with tumor response and overall survival among patients with advanced melanoma. 

Design, Settings, and Participants

 Open-label, multicohort, phase 1b clinical trials (enrollment, December 2011-September 2013). Median duration of follow-up was 21 months. The study was performed in academic medical centers in Australia, Canada, France, and the United States. Eligible patients were aged 18 years and older and had advanced or metastatic melanoma. Data were pooled from 655 enrolled patients (135 from a nonrandomized cohort [n = 87 ipilimumab naive; n = 48 ipilimumab treated] and 520 from randomized cohorts [n = 226 ipilimumab naive; n = 294 ipilimumab treated]). Cutoff dates were April 18, 2014, for safety analyses and October 18, 2014, for efficacy analyses. 

Exposures

 Pembrolizumab 10 mg/kg every 2 weeks, 10 mg/kg every 3 weeks, or 2 mg/kg every 3 weeks continued until disease progression, intolerable toxicity, or investigator decision. 

Main Outcomes and Measures

 The primary end point was confirmed objective response rate (best overall response of complete response or partial response) in patients with measurable disease at baseline per independent central review. Secondary end points included toxicity, duration of response, progression-free survival, and overall survival. 

Results

 Among the 655 patients (median [range] age, 61 [18-94] years; 405 [62%] men), 581 had measurable disease at baseline. An objective response was reported in 194 of 581 patients (33% [95% CI, 30%-37%]) and in 60 of 133 treatment-naive patients (45% [95% CI, 36% to 54%]). Overall, 74% (152/205) of responses were ongoing at the time of data cutoff; 44% (90/205) of patients had response duration for at least 1 year and 79% (162/205) had response duration for at least 6 months. Twelve-month progression-free survival rates were 35% (95% CI, 31%-39%) in the total population and 52% (95% CI, 43%-60%) among treatment-naive patients. Median overall survival in the total population was 23 months (95% CI, 20-29) with a 12-month survival rate of 66% (95% CI, 62%-69%) and a 24-month survival rate of 49% (95% CI, 44%-53%). In treatment-naive patients, median overall survival was 31 months (95% CI, 24 to not reached) with a 12-month survival rate of 73% (95% CI, 65%-79%) and a 24-month survival rate of 60% (95% CI, 51%-68%). Ninety-two of 655 patients (14%) experienced at least 1 treatment-related grade 3 or 4 adverse event (AE) and 27 of 655 (4%) patients discontinued treatment because of a treatment-related AE. Treatment-related serious AEs were reported in 59 patients (9%). There were no drug-related deaths. 

Conclusions and Relevance

 Among patients with advanced melanoma, pembrolizumab administration was associated with an overall objective response rate of 33%, 12-month progression-free survival rate of 35%, and median overall survival of 23 months; grade 3 or 4 treatment-related AEs occurred in 14%. 

Trial Registration

 clinicaltrials.gov Identifier:NCT01295827

Summary

 DNA damage repair (DDR) pathways modulate cancer risk, progression, and therapeutic response. We systematically analyzed somatic alterations to provide a comprehensive view of DDR deficiency across 33 cancer types. Mutations with accompanying loss of heterozygosity were observed in over 1/3 of DDR genes, including TP53 and BRCA1/2. Other prevalent alterations included epigenetic silencing of the direct repair genes EXO5, MGMT, and ALKBH3 in ∼20% of samples. Homologous recombination deficiency (HRD) was present at varying frequency in many cancer types, most notably ovarian cancer. However, in contrast to ovarian cancer, HRD was associated with worse outcomes in several other cancers. Protein structure-based analyses allowed us to predict functional consequences of rare, recurrent DDR mutations. A new machine-learning-based classifier developed from gene expression data allowed us to identify alterations that phenocopy deleterious TP53 mutations. These frequent DDR gene alterations in many human cancers have functional consequences that may determine cancer progression and guide therapy.

BackgroundPembrolizumab demonstrated robust antitumor activity and safety in the phase Ib KEYNOTE-001 study (NCT01295827) of advanced melanoma. Five-year outcomes in all patients and treatment-naive patients are reported herein. Patients whose disease progressed following initial response and who received a second course of pembrolizumab were also analyzed.Patients and methodsPatients aged ≥18 years with previously treated or treatment-naive advanced/metastatic melanoma received pembrolizumab 2 mg/kg every 3 weeks, 10 mg/kg every 3 weeks, or 10 mg/kg every 2 weeks until disease progression, intolerable toxicity, or patient/investigator decision to withdraw. Kaplan–Meier estimates of overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) were calculated. Objective response rate and PFS were based on immune-related response criteria by investigator assessment (data cut-off, September 1, 2017).ResultsKEYNOTE-001 enrolled 655 patients with melanoma; median follow-up was 55 months. Estimated 5-year OS was 34% in all patients and 41% in treatment-naive patients; median OS was 23.8 months (95% CI, 20.2–30.4) and 38.6 months (95% CI, 27.2–not reached), respectively. Estimated 5-year PFS rates were 21% in all patients and 29% in treatment-naive patients; median PFS was 8.3 months (95% CI, 5.8–11.1) and 16.9 months (95% CI, 9.3–35.5), respectively. Median response duration was not reached; 73% of all responses and 82% of treatment-naive responses were ongoing at data cut-off; the longest response was ongoing at 66 months. Four patients [all with prior response of complete response (CR)] whose disease progressed during observation subsequently received second-course pembrolizumab. One patient each achieved CR and partial response (after data cut-off). Treatment-related AEs (TRAEs) occurred in 86% of patients and resulted in study discontinuation in 7.8%; 17% experienced grade 3/4 TRAE.ConclusionsThis 5-year analysis of KEYNOTE-001 represents the longest follow-up for pembrolizumab to date and confirms the durable antitumor activity and tolerability of pembrolizumab in advanced melanoma.Clinical Trial RegistryClinicalTrials.gov, NCT01295827.

Purpose We evaluated atypical response patterns and the relationship between overall survival and best overall response measured per immune-related response criteria (irRC) and Response Evaluation Criteria in Solid Tumors, version 1.1 (RECIST v1.1) in patients with advanced melanoma treated with pembrolizumab in the phase Ib KEYNOTE-001 study (clinical trial information: NCT01295827). Patients and Methods Patients received pembrolizumab 2 or 10 mg/kg every 2 weeks or every 3 weeks. Atypical responses were identified by using centrally assessed irRC data in patients with ≥ 28 weeks of imaging. Pseudoprogression was defined as ≥ 25% increase in tumor burden at week 12 (early) or any assessment after week 12 (delayed) that was not confirmed as progressive disease at next assessment. Response was assessed centrally per irRC and RECIST v1.1. Results Of the 655 patients with melanoma enrolled, 327 had ≥ 28 weeks of imaging follow-up. Twenty-four (7%) of these 327 patients had atypical responses (15 [5%] with early pseudoprogression and nine [3%] with delayed pseudoprogression). Of the 592 patients who survived ≥ 12 weeks, 84 (14%) experienced progressive disease per RECIST v1.1 but nonprogressive disease per irRC. Two-year overall survival rates were 77.6% in patients with nonprogressive disease per both criteria (n = 331), 37.5% in patients with progressive disease per RECIST v1.1 but nonprogressive disease per irRC (n = 84), and 17.3% in patients with progressive disease per both criteria (n = 177). Conclusion Atypical responses were observed in patients with melanoma treated with pembrolizumab. Based on survival analysis, conventional RECIST might underestimate the benefit of pembrolizumab in approximately 15% of patients; modified criteria that permit treatment beyond initial progression per RECIST v1.1 might prevent premature cessation of treatment.