Abstract Objectives Certain low‐level immune‐related adverse events (irAEs) have been associated with survival benefits in patients with various solid tumors on immune checkpoint inhibitors (ICIs). We aimed to investigate the association between irAEs and response to neoadjuvant ICIs in patients with head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) and to identify differences in circulating cytokine levels based on irAE status. Methods This was a retrospective cohort study including three neoadjuvant clinical trials from July 2017 to January 2022: NCT03238365 (nivolumab ± tadalafil), NCT03854032 (nivolumab ± BMS986205), NCT03618654 (durvalumab ± metformin). The presence and type of irAEs, pathologic treatment response, and survival were compared. Canonical linear discriminant analysis (LDA) was performed to identify combinations of circulating cytokines predictive of irAEs using plasma sample multiplex assay. Results Of 113 participants meeting inclusion criteria, 32 (28.3%) developed irAEs during treatment or follow‐up. Positive p16 status was associated with irAEs (odds ratio [OR] 2.489; 95% CI 1.069–6.119; p = 0.043). irAEs were associated with pathologic treatment response (OR 3.73; 95% CI 1.34–10.35; p = 0.011) and with higher OS in the combined cohort (HR 0.319; 95% CI 0.113–0.906; p = 0.032). Patients with irAEs within the nivolumab cohort had significant elevations of select cytokines pre‐treatment. Canonical LDA identified key drivers of irAEs among all trials, which were highly predictive of future irAE status. Conclusions irAEs are associated with response to neoadjuvant ICI therapy in HNSCC and can serve as clinical indicators for improved clinical outcomes. irAEs can be predicted by concentrations of several circulating cytokines prior to treatment.

Abstract Purpose: We evaluated whether IDO-inhibitor BMS986205 (IDOi) + PD-1 inhibitor nivolumab enhanced T-cell activity and augmented immune-mediated antitumor responses in untreated, resectable HNSCC. We employed response-adaptive surgical timing to identify responders to immunotherapy and enhance their response. Patients and Methods: Patients with HNSCC were 3:1 randomized to receive nivolumab with or without BMS986205 PO daily (NCT03854032). In the combination arm, BMS986205 was initiated 7 days prior to nivolumab. Patients were stratified by HPV status. Response-adaptive surgical timing involved response assessment by radiographic criteria 4 weeks after nivolumab in both arms. Non-responders underwent surgical resection, while responders received 4 more weeks of randomized therapy before surgery. Biomarker analysis utilized pathologic treatment response (pTR) and RNA sequencing. Results: Forty-two patients were enrolled, and the addition of IDOi to nivolumab did not result in greater rate of radiographic response (p=0.909). Treatment was well-tolerated with only 2 (5%) patients experiencing grade 3 immune-related adverse events. The addition of IDO-inhibitor augmented rates of pTR in patients with high baseline IDO RNA expression (p<0.05). Response-adaptive surgical timing demonstrated reliability in differentiating pathologic responders versus non-responders (p=0.009). A pretreatment NK cell signature, PD-L1 status, and IFN-g expression in the HPV– cohort correlated with response. HPV+ cohort found B-cell and CAF signatures predictive of response/non-response. Conclusions: Response-adaptive surgical timing enhanced treatment response. IDO-inhibitor BMS986205 augmented pTR in patients with high IDO1-expression in baseline samples, indicating a need for identifying and targeting resistant nodes to immunotherapy. HPV-status-dependent signatures predicting response to immunotherapy in HNSCC warrant further study.