Abstract Cancer immunotherapy generally offers limited clinical benefit without coordinated strategies to mitigate the immunosuppressive nature of the tumor microenvironment. Critical drivers of immune escape in the tumor microenvironment include tumor-associated macrophages and myeloid-derived suppressor cells, which not only mediate immune suppression, but also promote metastatic dissemination and impart resistance to cytotoxic therapies. Thus, strategies to ablate the effects of these myeloid cell populations may offer great therapeutic potential. In this report, we demonstrate in a mouse model of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) that inhibiting signaling by the myeloid growth factor receptor CSF1R can functionally reprogram macrophage responses that enhance antigen presentation and productive antitumor T-cell responses. Investigations of this response revealed that CSF1R blockade also upregulated T-cell checkpoint molecules, including PDL1 and CTLA4, thereby restraining beneficial therapeutic effects. We found that PD1 and CTLA4 antagonists showed limited efficacy as single agents to restrain PDAC growth, but that combining these agents with CSF1R blockade potently elicited tumor regressions, even in larger established tumors. Taken together, our findings provide a rationale to reprogram immunosuppressive myeloid cell populations in the tumor microenvironment under conditions that can significantly empower the therapeutic effects of checkpoint-based immunotherapeutics. Cancer Res; 74(18); 5057–69. ©2014 AACR.

Background Nanoliposomal irinotecan showed activity in a phase 2 study in patients with metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma previously treated with gemcitabine-based therapies. We assessed the effect of nanoliposomal irinotecan alone or combined with fluorouracil and folinic acid in a phase 3 trial in this population. Methods We did a global, phase 3, randomised, open-label trial at 76 sites in 14 countries. Eligible patients with metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma previously treated with gemcitabine-based therapy were randomly assigned (1:1) using an interactive web response system at a central location to receive either nanoliposomal irinotecan monotherapy (120 mg/m2 every 3 weeks, equivalent to 100 mg/m2 of irinotecan base) or fluorouracil and folinic acid. A third arm consisting of nanoliposomal irinotecan (80 mg/m2, equivalent to 70 mg/m2 of irinotecan base) with fluorouracil and folinic acid every 2 weeks was added later (1:1:1), in a protocol amendment. Randomisation was stratified by baseline albumin, Karnofsky performance status, and ethnic origin. Treatment was continued until disease progression or intolerable toxic effects. The primary endpoint was overall survival, assessed in the intention-to-treat population. The primary analysis was planned after 305 events. Safety was assessed in all patients who had received study drug. This trial is registered at ClinicalTrials.gov, number NCT01494506. Findings Between Jan 11, 2012, and Sept 11, 2013, 417 patients were randomly assigned either nanoliposomal irinotecan plus fluorouracil and folinic acid (n=117), nanoliposomal irinotecan monotherapy (n=151), or fluorouracil and folinic acid (n=149). After 313 events, median overall survival in patients assigned nanoliposomal irinotecan plus fluorouracil and folinic acid was 6·1 months (95% CI 4·8–8·9) vs 4·2 months (3·3–5·3) with fluorouracil and folinic acid (hazard ratio 0·67, 95% CI 0·49–0·92; p=0·012). Median overall survival did not differ between patients assigned nanoliposomal irinotecan monotherapy and those allocated fluorouracil and folinic acid (4·9 months [4·2–5·6] vs 4·2 months [3·6–4·9]; 0·99, 0·77–1·28; p=0·94). The grade 3 or 4 adverse events that occurred most frequently in the 117 patients assigned nanoliposomal irinotecan plus fluorouracil and folinic acid were neutropenia (32 [27%]), diarrhoea (15 [13%]), vomiting (13 [11%]), and fatigue (16 [14%]). Interpretation Nanoliposomal irinotecan in combination with fluorouracil and folinic acid extends survival with a manageable safety profile in patients with metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma who previously received gemcitabine-based therapy. This agent represents a new treatment option for this population. Funding Merrimack Pharmaceuticals.

Abstract Tumor-infiltrating immune cells can promote chemoresistance and metastatic spread in aggressive tumors. Consequently, the type and quality of immune responses present in the neoplastic stroma are highly predictive of patient outcome in several cancer types. In addition to host immune responses, intrinsic tumor cell activities that mimic stem cell properties have been linked to chemoresistance, metastatic dissemination, and the induction of immune suppression. Cancer stem cells are far from a static cell population; rather, their presence seems to be controlled by highly dynamic processes that are dependent on cues from the tumor stroma. However, the impact immune responses have on tumor stem cell differentiation or expansion is not well understood. In this study, we show that targeting tumor-infiltrating macrophages (TAM) and inflammatory monocytes by inhibiting either the myeloid cell receptors colony-stimulating factor-1 receptor (CSF1R) or chemokine (C–C motif) receptor 2 (CCR2) decreases the number of tumor-initiating cells (TIC) in pancreatic tumors. Targeting CCR2 or CSF1R improves chemotherapeutic efficacy, inhibits metastasis, and increases antitumor T-cell responses. Tumor-educated macrophages also directly enhanced the tumor-initiating capacity of pancreatic tumor cells by activating the transcription factor STAT3, thereby facilitating macrophage-mediated suppression of CD8+ T lymphocytes. Together, our findings show how targeting TAMs can effectively overcome therapeutic resistance mediated by TICs. Cancer Res; 73(3); 1128–41. ©2012 AACR.

DeNardo and colleagues report that inhibiting focal adhesion kinase in pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) in mice reduces fibrosis and improves the efficacy of tumor immunotherapy. These findings suggest an approach to overcome the immunosuppressive tumor microenvironment of PDAC. Single-agent immunotherapy has achieved limited clinical benefit to date in patients with pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC). This may be a result of the presence of a uniquely immunosuppressive tumor microenvironment (TME). Critical obstacles to immunotherapy in PDAC tumors include a high number of tumor-associated immunosuppressive cells and a uniquely desmoplastic stroma that functions as a barrier to T cell infiltration. We identified hyperactivated focal adhesion kinase (FAK) activity in neoplastic PDAC cells as an important regulator of the fibrotic and immunosuppressive TME. We found that FAK activity was elevated in human PDAC tissues and correlated with high levels of fibrosis and poor CD8+ cytotoxic T cell infiltration. Single-agent FAK inhibition using the selective FAK inhibitor VS-4718 substantially limited tumor progression, resulting in a doubling of survival in the p48-Cre;LSL-KrasG12D;Trp53flox/+ (KPC) mouse model of human PDAC. This delay in tumor progression was associated with markedly reduced tumor fibrosis and decreased numbers of tumor-infiltrating immunosuppressive cells. We also found that FAK inhibition rendered the previously unresponsive KPC mouse model responsive to T cell immunotherapy and PD-1 antagonists. These data suggest that FAK inhibition increases immune surveillance by overcoming the fibrotic and immunosuppressive PDAC TME and renders tumors responsive to immunotherapy.

Summary

Background

 In pancreatic ductal adenocarcinoma, the CCL2–CCR2 chemokine axis is used to recruit tumour-associated macrophages for construction of an immunosuppressive tumour microenvironment. This pathway has prognostic implications in pancreatic cancer, and blockade of CCR2 restores anti-tumour immunity in preclinical models. We aimed to establish the safety, tolerability, and recommended phase 2 oral dose of the CCR2 inhibitor PF-04136309 in combination with FOLFIRINOX chemotherapy (oxaliplatin and irinotecan plus leucovorin and fluorouracil). 

Methods

 We did this open-label, dose-finding, non-randomised, phase 1b study at one centre in the USA. We enrolled treatment-naive patients aged 18 years or older with borderline resectable or locally advanced biopsy-proven pancreatic ductal adenocarcinoma, an Eastern Cooperative Oncology Group performance status of 1 or less, measurable disease as defined by Response Evaluation Criteria in Solid Tumors version 1.1, and normal end-organ function. Patients were allocated to receive either FOLFIRINOX alone (oxaliplatin 85 mg/m², irinotecan 180 mg/m², leucovorin 400 mg/m², and bolus fluorouracil 400 mg/m², followed by 2400 mg/m² 46-h continuous infusion), administered every 2 weeks for a total of six treatment cycles, or in combination with oral PF-04136309, administered at a starting dose of 500 mg twice daily in a standard 3 + 3 dose de-escalation design. Both FOLFIRINOX and PF-04136309 were simultaneously initiated with a total treatment duration of 12 weeks. The primary endpoints were the safety, tolerability, and recommended phase 2 dose of PF-04136309 plus FOLFIRINOX, with an expansion phase planned at the recommended dose. We analysed the primary outcome by intention to treat. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01413022. 

Results

 Between April 19, 2012, and Nov 12, 2014, we treated 47 patients with FOLFIRINOX alone (n=8) or with FOLFIRINOX plus PF-04136309 (n=39). One patient had a dose-limiting toxic effect in the dose de-escalation group receiving FOLFIRINOX plus PF-04136309 at 500 mg twice daily (n=6); this dose was established as the recommended phase 2 dose. We pooled patients in the expansion-phase group (n=33) with those in the dose de-escalation group that received PF-04136309 at the recommended phase 2 dose for assessment of treatment-related toxicity. Six (75%) of the eight patients receiving FOLFIRINOX alone were assessed for treatment toxicity, after exclusion of two (25%) patients due to insurance coverage issues. The median duration of follow-up for treatment toxicity was 72·0 days (IQR 49·5–89·0) in the FOLFIRINOX alone group and 77·0 days (70·0–90·5) in the FOLFIRINOX plus PF-04136309 group. No treatment-related deaths occurred. Two (5%) patients in the FOLFIRINOX plus PF-04136309 group stopped treatment earlier than planned due to treatment-related toxic effects. Grade 3 or higher adverse events reported in at least 10% of the patients receiving PF-04136309 included neutropenia (n=27), febrile neutropenia (n=7), lymphopenia (n=4), diarrhoea (n=6), and hypokalaemia (n=7). Grade 3 or higher adverse events reported in at least 10% of patients receiving FOLFIRINOX alone were neutropenia (n=6), febrile neutropenia (n=1), anaemia (n=2), lymphopenia (n=1), diarrhoea (n=2), hypoalbuminaemia (n=1), and hypokalaemia (n=3). Therapy was terminated because of treatment-related toxicity in one (17%) of the six patients receiving FOLFIRINOX alone. 16 (49%) of 33 patients receiving FOLFIRINOX plus PF-04136309 who had undergone repeat imaging achieved an objective tumour response, with local tumour control achieved in 32 (97%) patients. In the FOLFIRINOX alone group, none of the five patients with repeat imaging achieved an objective response, although four (80%) of those patients achieved stable disease. 

Interpretation

 CCR2-targeted therapy with PF-04136309 in combination with FOLFIRINOX is safe and tolerable. 

Funding

 Washington University–Pfizer Biomedical Collaborative.

Purpose GVAX pancreas, granulocyte-macrophage colony-stimulating factor–secreting allogeneic pancreatic tumor cells, induces T-cell immunity to cancer antigens, including mesothelin. GVAX is administered with low-dose cyclophosphamide (Cy) to inhibit regulatory T cells. CRS-207, live-attenuated Listeria monocytogenes–expressing mesothelin, induces innate and adaptive immunity. On the basis of preclinical synergy, we tested prime/boost vaccination with GVAX and CRS-207 in pancreatic adenocarcinoma. Patients and Methods Previously treated patients with metastatic pancreatic adenocarcinoma were randomly assigned at a ratio of 2:1 to two doses of Cy/GVAX followed by four doses of CRS-207 (arm A) or six doses of Cy/GVAX (arm B) every 3 weeks. Stable patients were offered additional courses. The primary end point was overall survival (OS) between arms. Secondary end points were safety and clinical response. Results A total of 90 patients were treated (arm A, n = 61; arm B, n = 29); 97% had received prior chemotherapy; 51% had received ≥ two regimens for metastatic disease. Mean number of doses (± standard deviation) administered in arms A and B were 5.5 ± 4.5 and 3.7 ± 2.2, respectively. The most frequent grade 3 to 4 related toxicities were transient fevers, lymphopenia, elevated liver enzymes, and fatigue. OS was 6.1 months in arm A versus 3.9 months in arm B (hazard ratio [HR], 0.59; P = .02). In a prespecified per-protocol analysis of patients who received at least three doses (two doses of Cy/GVAX plus one of CRS-207 or three of Cy/GVAX), OS was 9.7 versus 4.6 months (arm A v B; HR, 0.53; P = .02). Enhanced mesothelin-specific CD8 T-cell responses were associated with longer OS, regardless of treatment arm. Conclusion Heterologous prime/boost with Cy/GVAX and CRS-207 extended survival for patients with pancreatic cancer, with minimal toxicity.

Abstract Purpose: To determine the role of the CCL2/CCR2 axis and inflammatory monocytes (CCR2+/CD14+) as immunotherapeutic targets in the treatment of pancreatic cancer. Experimental Design: Survival analysis was conducted to determine if the prevalence of preoperative blood monocytes correlates with survival in patients with pancreatic cancer following tumor resection. Inflammatory monocyte prevalence in the blood and bone marrow of patients with pancreatic cancer and controls was compared. The immunosuppressive properties of inflammatory monocytes and macrophages in the blood and tumors, respectively, of patients with pancreatic cancer were assessed. CCL2 expression by human pancreatic cancer tumors was compared with normal pancreas. A novel CCR2 inhibitor (PF-04136309) was tested in an orthotopic model of murine pancreatic cancer. Results: Monocyte prevalence in the peripheral blood correlates inversely with survival, and low monocyte prevalence is an independent predictor of increased survival in patients with pancreatic cancer with resected tumors. Inflammatory monocytes are increased in the blood and decreased in the bone marrow of patients with pancreatic cancer compared with controls. An increased ratio of inflammatory monocytes in the blood versus the bone marrow is a novel predictor of decreased patient survival following tumor resection. Human pancreatic cancer produces CCL2, and immunosuppressive CCR2+ macrophages infiltrate these tumors. Patients with tumors that exhibit high CCL2 expression/low CD8 T-cell infiltrate have significantly decreased survival. In mice, CCR2 blockade depletes inflammatory monocytes and macrophages from the primary tumor and premetastatic liver resulting in enhanced antitumor immunity, decreased tumor growth, and reduced metastasis. Conclusions: Inflammatory monocyte recruitment is critical to pancreatic cancer progression, and targeting CCR2 may be an effective immunotherapeutic strategy in this disease. Clin Cancer Res; 19(13); 3404–15. ©2013 AACR.

Purpose Metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma is characterized by excessive hyaluronan (HA) accumulation in the tumor microenvironment, elevating interstitial pressure and impairing perfusion. Preclinical studies demonstrated pegvorhyaluronidase alfa (PEGPH20) degrades HA, thereby increasing drug delivery. Patients and Methods Patients with previously untreated metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma were randomly assigned to treatment with PEGPH20 plus nab-paclitaxel/gemcitabine (PAG) or nab-paclitaxel/gemcitabine (AG). Tumor HA levels were measured retrospectively using a novel affinity histochemistry assay. Primary end points were progression-free survival (PFS; overall) and thromboembolic (TE) event rate. Secondary end points included overall survival, PFS by HA level, and objective response rate. An early imbalance in TE events in the PAG arm led to a clinical hold; thereafter, patients with TE events were excluded and enoxaparin prophylaxis was initiated. Results A total of 279 patients were randomly assigned; 246 had HA data; 231 were evaluable for efficacy; 84 (34%) had HA-high tumors (ie, extracellular matrix HA staining ≥ 50% of tumor surface at any intensity). PFS was significantly improved with PAG treatment overall (hazard ratio [HR], 0.73; 95% CI, 0.53 to 1.00; P = .049) and for patients with HA-high tumors (HR, 0.51; 95% CI, 0.26 to 1.00; P = .048). In patients with HA-high tumors (PAG v AG), the objective response rate was 45% versus 31%, and median overall survival was 11.5 versus 8.5 months (HR, 0.96; 95% CI, 0.57 to 1.61). The most common treatment-related grade 3/4 adverse events with significant differences between arms (PAG v AG) included muscle spasms (13% v 1%), neutropenia (29% v 18%), and myalgia (5% v 0%). TE events were comparable after enoxaparin initiation (14% PAG v 10% AG). Conclusion This study met its primary end points of PFS and TE event rate. The largest improvement in PFS was observed in patients with HA-high tumors who received PAG. A similar TE event rate was observed between the treatment groups in stage 2 of the trial.

Ulixertinib (BVD-523) is an ERK1/2 kinase inhibitor with potent preclinical activity in BRAF- and RAS-mutant cell lines. In this multicenter phase I trial (NCT01781429), 135 patients were enrolled to an accelerated 3 + 3 dose-escalation cohort and six distinct dose-expansion cohorts. Dose escalation included 27 patients, dosed from 10 to 900 mg twice daily and established the recommended phase II dose (RP2D) of 600 mg twice daily. Ulixertinib exposure was dose proportional to the RP2D, which provided near-complete inhibition of ERK activity in whole blood. In the 108-patient expansion cohort, 32% of patients required dose reduction. The most common treatment-related adverse events were diarrhea (48%), fatigue (42%), nausea (41%), and dermatitis acneiform (31%). Partial responses were seen in 3 of 18 (17%) patients dosed at or above maximum tolerated dose and in 11 of 81 (14%) evaluable patients in dose expansion. Responses occurred in patients with NRAS-, BRAF V600-, and non-V600 BRAF-mutant solid tumors.Significance: Here, we describe the first-in-human dose-escalation study of an ERK1/2 inhibitor for the treatment of patients with advanced solid tumors. Ulixertinib has an acceptable safety profile with favorable pharmacokinetics and has shown early evidence of clinical activity in NRAS- and BRAF V600- and non-V600-mutant solid-tumor malignancies. Cancer Discov; 8(2); 184-95. ©2017 AACR.See related commentary by Smalley and Smalley, p. 140This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 127.

Liposomal irinotecan (nal-IRI) plus 5-fluorouracil and leucovorin (5-FU/LV) is approved for patients with metastatic pancreatic ductal adenocarcinoma (mPDAC) previously treated with gemcitabine-based therapy. This approval was based on significantly improved median overall survival compared with 5-FU/LV alone (6.1 vs 4.2 months; hazard ratio [HR], 0.67) in the global phase 3 NAPOLI-1 trial. Here, we report the final survival analysis and baseline characteristics associated with long-term survivors (survival of ≥1 year) in the NAPOLI-1 trial.Patients with mPDAC were randomised to receive nal-IRI + 5-FU/LV (n = 117), nal-IRI (n = 151), or 5-FU/LV (n = 149) for the first 4 weeks of 6-week cycles. Baseline characteristics and efficacy in the overall population were compared with those in patients who survived ≥1 year. Through 16th November 2015, 382 overall survival events had occurred.The overall survival advantage for nal-IRI+5-FU/LV vs 5-FU/LV was maintained from the original nanoliposomal irinotecan with fluorouracil and folinic acid in metastatic pancreatic cancer after previous gemcitabine-based therapy (NAPOLI-1) analysis (6.2 vs 4.2 months, respectively; HR, 0.75; 95% confidence interval: 0.57-0.99). Median progression-free survival, objective response rate and disease control rate also favoured nal-IRI+5-FU/LV therapy. Estimated one-year overall survival rates were 26% with nal-IRI+5-FU/LV and 16% with 5-FU/LV. Baseline characteristics associated with long-term survival in the nal-IRI+5-FU/LV arm were Karnofsky performance status ≥90, age ≤65 years, lower CA19-9 levels, neutrophil-to-lymphocyte ratio ≤5 and no liver metastases. No new safety concerns were detected.The survival benefits of nal-IRI+5-FU/LV versus 5-FU/LV were maintained over an extended follow-up, and prognostic markers of survival ≥1 year were identified.NCT01494506.