Summary

Background

 Immunotherapy with PD-1 or PD-L1 blockade fails to induce a response in about 80% of patients with unselected non-small cell lung cancer (NSCLC), and many of those who do initially respond then develop resistance to treatment. Agonists that target the shared interleukin-2 (IL-2) and IL-15Rβγ pathway have induced complete and durable responses in some cancers, but no studies have been done to assess the safety or efficacy of these agonists in combination with anti-PD-1 immunotherapy. We aimed to define the safety, tolerability, and activity of this drug combination in patients with NSCLC. 

Methods

 In this non-randomised, open-label, phase 1b trial, we enrolled patients (aged ≥18 years) with previously treated histologically or cytologically confirmed stage IIIB or IV NSCLC from three academic hospitals in the USA. Key eligibility criteria included measurable disease, eligibility to receive anti-PD-1 immunotherapy, and an Eastern Cooperative Oncology Group performance status of 0 or 1. Patients received the anti-PD-1 monoclonal antibody nivolumab intravenously at 3 mg/kg (then 240 mg when US Food and Drug Administration [FDA]-approved dosing changed) every 14 days (either as new treatment or continued treatment at the time of disease progression) and the IL-15 superagonist ALT-803 subcutaneously once per week on weeks 1–5 of four 6-week cycles for 6 months. ALT-803 was administered at one of four escalating dose concentrations: 6, 10, 15, or 20 μg/kg. The primary endpoint was to define safety and tolerability and to establish a recommended phase 2 dose of ALT-803 in combination with nivolumab. Analyses were per-protocol and included any patients who received at least one dose of study treatment. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT02523469; phase 2 enrolment of patients is ongoing. 

Findings

 Between Jan 18, 2016, and June 28, 2017, 23 patients were enrolled and 21 were treated at four dose levels of ALT-803 in combination with nivolumab. Two patients did not receive treatment because of the development of inter-current illness during enrolment, one patient due to leucopenia and one patient due to pulmonary dysfunction. No dose-limiting toxicities were recorded and the maximum tolerated dose was not reached. The most common adverse events were injection-site reactions (in 19 [90%] of 21 patients) and flu-like symptoms (15 [71%]). The most common grade 3 adverse events, occurring in two patients each, were lymphocytopenia and fatigue. A grade 3 myocardial infarction occurred in one patient. No grade 4 or 5 adverse events were recorded. The recommended phase 2 dose of ALT-803 is 20 μg/kg given once per week subcutaneously in combination with 240 mg intravenous nivolumab every 2 weeks. 

Interpretation

 ALT-803 in combination with nivolumab can be safely administered in an outpatient setting. The promising clinical activity observed with the addition of ALT-803 to the regimen of patients with PD-1 monoclonal antibody relapsed and refractory disease shows evidence of anti-tumour activity for a new class of agents in NSCLC. 

Funding

 Altor BioScience (a NantWorks company), National Institutes of Health, and Medical University of South Carolina Hollings Cancer Center.

// Julie N. Graff 1,2 , Joshi J. Alumkal 1 , Charles G. Drake 3 , George V. Thomas 4 , William L. Redmond 5 , Mohammad Farhad 5,6 , Jeremy P. Cetnar 1 , Frederick S. Ey 1 , Raymond C. Bergan 1 , Rachel Slottke 1 and Tomasz M. Beer 1 1 Division of Hematology/Oncology, Knight Cancer Institute, Oregon Health & Science University, Portland, OR, USA 2 VA Portland Health Care System, Portland, OR, USA 3 Sidney Kimmel Comprehensive Cancer Center and the Brady Urological Institute, Johns Hopkins University School of Medicine, Baltimore, MD, USA 4 Pathology and Laboratory Medicine, Oregon Health and Science University, Portland, OR, USA 5 Robert W. Franz Cancer Research Center, Earle A. Chiles Research Institute, Providence Portland Medical Center, Portland, OR, USA 6 Cell, Developmental, and Cancer Biology Department, Oregon Health and Science University, Portland, OR, USA Correspondence to: Julie N. Graff, email: // Keywords : prostate cancer, PD-1, immunotherapy, enzalutamide, Immunology and Microbiology Section, Immune response, Immunity Received : May 31, 2016 Accepted : June 17, 2016 Published : July 12, 2016 Abstract While programmed cell death 1 (PD-1) inhibitors have shown clear anti-tumor efficacy in several solid tumors, prior results in men with metastatic castration resistant prostate cancer (mCRPC) showed no evidence of activity. Here we report unexpected antitumor activity seen in mCRPC patients treated with the anti-PD-1 antibody pembrolizumab. Patients with evidence of progression on enzalutamide were treated with pembrolizumab 200 mg IV every 3 weeks for 4 doses; pembrolizumab was added to standard dose enzalutamide. Three of the first ten patients enrolled in this ongoing phase II trial experienced rapid prostate specific antigen (PSA) reductions to ≤ 0.2 ng/ml. Two of these three patients had measurable disease upon study entry; both achieved a partial response. There were three patients with significant immune-related adverse events. One had grade 2 myositis, one had grade 3 hypothyroidism, and one had grade 2 hypothyroidism. None of these patients had a response. Two of the three responders had a baseline tumor biopsy. Immunohistochemistry from those biopsies showed the presence of CD3 + , CD8 + , and CD163 + leukocyte infiltrates and PD-L1 expression. Genetic analysis of the two responders revealed markers of microsatellite instability in one. The surprising and robust responses seen in this study should lead to re-examination of PD-1 inhibition in prostate cancer.

Intratumoral delivery of plasmid IL12 via electroporation (IT-tavo-EP) induces localized expression of IL12 leading to regression of treated and distant tumors with durable responses and minimal toxicity. A key driver in amplifying this local therapy into a systemic response is the magnitude and composition of immune infiltrate in the treated tumor. While intratumoral IL12 typically increases the density of CD3+ tumor-infiltrating lymphocytes (TIL), this infiltrate is composed of a broad range of T-cell subsets, including activated tumor-specific T cells, less functional bystander T cells, as well as suppressive T regulatory cells. To encourage a more favorable on-treatment tumor microenvironment (TME), we explored combining this IL12 therapy with an intratumoral polyclonal T-cell stimulator membrane-anchored anti-CD3 to productively engage a diverse subset of lymphocytes including the nonreactive and suppressive T cells. This study highlighted that combined intratumoral electroporation of IL12 and membrane-anchored anti-CD3 plasmids can enhance cytokine production, T-cell cytotoxicity, and proliferation while limiting the suppressive capacity within the TME. These collective antitumor effects not only improve regression of treated tumors but drive systemic immunity with control of nontreated contralateral tumors in vivo. Moreover, combination of IL12 and anti-CD3 restored the function of TIL isolated from a patient with melanoma actively progressing on programmed cell death protein 1 (PD-1) checkpoint inhibitor therapy.This DNA-encodable polyclonal T-cell stimulator (membrane-anchored anti-CD3 plasmid) may represent a key addition to intratumoral IL12 therapies in the clinic.

Abstract Accurate quantitation of antibody is critical for development of monoclonal antibody therapeutics (mAbs). Therapeutic drug monitoring has been applied to measure levels of mAbs in clinics for dose adjustment for autoimmune disease. Trough levels of mAbs can be a biomarker for cancer immunotherapy. Thus, the deployment of a rapid and universal platform for mAb monitoring may benefit processes ranging from drug development to clinical practice for a wide spectrum of diseases. However, mAb monitoring often requires development and conduct of an individual ligand binding assay such as ELISA, which is impractical to scale. We streamlined quantitation of antibody therapeutics by a nano-surface and molecular-orientation limited (nSMOL) proteolysis assay using LC-MS with a universal reference antibody (refmAb-Q), for accurate multiplexed quantitation of unique signature peptides derived from mAbs. This innovative refmAb-Q nSMOL platform may provide a practical solution for quantitating an ever-increasing number of mAbs from developmental to clinical use settings.