ABSTRACT

Background

 High expression of programmed death ligand-1 (PD-L1) on tumor cells (TC) and/or on tumor-infiltrating immune cells (IC) is associated with a high response rate in patients with advanced nonsmall-cell lung cancer (NSCLC) treated with PD-L1 inhibitors. The use of a PD-L1 immunohistochemical (IHC) test in determining the responsiveness to immunotherapy has raised the question of the reliability and reproducibility of its evaluation in lung biopsies compared with corresponding resected surgical specimens. 

Patients and methods

 PD-L1 expression in TC and IC was assessed in 160 patients with operable NSCLC on both whole surgical tissue sections and matched lung biopsies, by using a highly sensitive SP142 IHC assay. The specimens were scored as TC 0–3 and IC 0–3 based on increasing PD-L1 expression. 

Results

 PD-L1 expression was frequently discordant between surgical resected and matched biopsy specimens (the overall discordance rate=48%; 95% confidence interval 4.64–13.24) and κ value was equal to 0.218 (poor agreement). In all cases, the biopsy specimens underestimated the PD-L1 status observed on the whole tissue sample. PD-L1-positive IC tumors were more common than PD-L1-positive TC tumors on resected specimens. The discrepancies were mainly related to the lack of a PD-L1-positive IC component in matched biopsies. 

Conclusions

 Our results indicate relatively poor association of the PD-L1 expression in TC and IC between lung biopsies and corresponding resected tumors. Although these results need to be further validated in larger cohorts, they indicate that the daily routine evaluation of the PD-L1 expression in diagnostic biopsies can be misleading in defining the sensitivity to treatment with PD-L1 targeted therapy.

Chronic obstructive pulmonary disease (COPD) is a risk factor for lung cancer. Migration of circulating tumor cells (CTCs) into the blood stream is an early event that occurs during carcinogenesis. We aimed to examine the presence of CTCs in complement to CT-scan in COPD patients without clinically detectable lung cancer as a first step to identify a new marker for early lung cancer diagnosis. The presence of CTCs was examined by an ISET filtration-enrichment technique, for 245 subjects without cancer, including 168 (68.6%) COPD patients, and 77 subjects without COPD (31.4%), including 42 control smokers and 35 non-smoking healthy individuals. CTCs were identified by cytomorphological analysis and characterized by studying their expression of epithelial and mesenchymal markers. COPD patients were monitored annually by low-dose spiral CT. CTCs were detected in 3% of COPD patients (5 out of 168 patients). The annual surveillance of the CTC-positive COPD patients by CT-scan screening detected lung nodules 1 to 4 years after CTC detection, leading to prompt surgical resection and histopathological diagnosis of early-stage lung cancer. Follow-up of the 5 patients by CT-scan and ISET 12 month after surgery showed no tumor recurrence. CTCs detected in COPD patients had a heterogeneous expression of epithelial and mesenchymal markers, which was similar to the corresponding lung tumor phenotype. No CTCs were detected in control smoking and non-smoking healthy individuals. CTCs can be detected in patients with COPD without clinically detectable lung cancer. Monitoring "sentinel" CTC-positive COPD patients may allow early diagnosis of lung cancer.

Pathologic TNM staging is currently the best prognostic factor for non-small cell lung carcinoma (NSCLC). However, even in early-stage NSCLC, the recurrence rates after surgery range from 25% to 50%. The preoperative detection of circulating tumor cells (CTC) could be useful to tailor new therapeutic strategies in NSCLC. We assessed the presence of CTC in NSCLC patients undergoing surgery, using cytologic analyses, after their isolation by size of epithelial tumor cells (ISET method). The presence and the number of CTCs were considered and correlated with clinicopathologic parameters including patient follow-up.Of the 247 blood samples tested, 208 samples were from patients with resectable NSCLC and 39 from healthy subjects. The mean follow-up was 24 months. An image of detected cells with presumably nonhematologic features [initially defined as "circulating nonhematologic cells" (CNHC)] was recorded. The presence of CNHC was assessed blindly and independently by 10 cytopathologists, using cytologic criteria of malignancy on stained filters. The count of detected CNHCs was made for each filter.One hundred two of 208 (49%) patients showed CNHCs corresponding to CNHC with malignant cytopathologic features in 76 of 208 (36%) cases. CNHCs were not detected in the control group. A level of 50 or more CNHCs corresponding to the third quartile was associated with shorter overall and disease-free-survival, independently of disease staging, and with a high risk of recurrence and death in early-stage I + II-resectable NSCLC.A high percentage of NSCLC patients show preoperative detection of CNHC by the ISET method. The presence and level of 50 or more CNHCs are associated with worse survival of patients with resectable NSCLC.

Abstract Comparison of the efficacy of different enrichment methods for detection of circulating tumor cells (CTCs) before radical surgery is lacking in non‐small‐cell lung carcinoma (NSCLC) patients. Detection and enumeration of CTCs in 210 consecutive patients undergoing radical surgery for NSCLC were evaluated with the CellSearch Assay™ (CS), using the CellSearch Epithelial Cell Kit, and by the isolation by size of epithelial tumor (ISET) method, using double immunolabeling with anti‐cytokeratin and anti‐vimentin antibodies. CTCs were detected in 144 of 210 (69%) patients using CS and/or ISET and in 104 of 210 (50%) and 82 of 210 (39%) patients using ISET and CS, respectively. Using ISET, 23 of 210 (11%) patients had vimentin‐positive cells with cytological criteria of malignancy. Disease‐free survival (DFS) was worse for patients with CTCs compared to patients without CTCs detected by CS alone ( p < 0.0001; log rank = 30.59) or by ISET alone ( p < 0.0001; log rank = 33.07). The presence of CTCs detected by both CS and ISET correlated even better with shorter DFS at a univariate ( p < 0.0001; log rank = 42.15) and multivariate level (HR, 1.235; 95% CI, 1.056–1.482; p < 0.001). CS and ISET are complementary methods for detection of CTCs in preoperative radical surgery for NSCLC. CTC detection in resectable NSCLC patients using CS and/or ISET could be a prognostic biomarker of great interest and may open up new avenues into improved therapeutic strategies for lung carcinoma patients.

The past decade has witnessed a revolution in cancer treatment, shifting from conventional drugs (chemotherapies) towards targeted molecular therapies and immune-based therapies, in particular immune-checkpoint inhibitors (ICIs). These immunotherapies release the host’s immune system against the tumor and have shown unprecedented durable remission for patients with cancers that were thought incurable, such as metastatic melanoma, metastatic renal cell carcinoma (RCC), microsatellite instability (MSI) high colorectal cancer and late stages of non-small cell lung cancer (NSCLC). However, about 80% of the patients fail to respond to these immunotherapies and are therefore left with other less effective and potentially toxic treatments. Identifying and understanding the mechanisms that enable cancerous cells to adapt to and eventually overcome therapy can help circumvent resistance and improve treatment. In this review, we describe the recent discoveries on the onco-immunological processes which govern the tumor microenvironment and their impact on the resistance to PD-1/PD-L1 checkpoint blockade.

Navigating change in tumor naming. Balance organ-based and molecular classifications for optimal treatment.

The aim of this study was to assess the potential value of circulating active and inactive IL-18 levels in distinguishing pseudo and true tumor progression among NSCLC patients receiving immune checkpoint inhibitor treatments (ICIs). Methods: This ancillary study includes 195 patients with metastatic non-small-cell lung cancer (NSCLC) treated with ICI in monotherapy, either pembrolizumab or nivolumab. Plasmatic levels of IL-18-related compounds, comprising the inhibitor IL-18 binding protein (IL-18BP), the inactive IL-18 (corresponding to IL-18/IL-18BP complex), and the active free IL-18, were assayed by ELISA. Objective tumoral response was analyzed by 18FDG PET-CT at baseline, 7 weeks, and 3 months post treatment induction, using PERCIST criteria. Results: Plasmatic IL-18BP and total IL-18 levels are increased at baseline in NSCLC patients compared with healthy controls, whereas IL-18/IL-18BP complexes are decreased, and free IL-18 levels remain unchanged. Neither of the IL-18-related compounds allowed to discriminate ICI responding to nonresponding patients. However, inactive IL-18 levels allowed to discriminate patients with a first tumor progression, assessed after 7 weeks of treatment, with worse overall survival. In addition, we showed that neutrophil concentration is also a predictive indicator of patients’ outcomes with OS (HR = 2.6, p = 0.0001) and PFS (HR = 2.2, p = 0.001). Conclusions: Plasmatic levels of inactive IL-18, combined with circulating neutrophil concentrations, can effectively distinguish ICI nonresponding patients with better overall survival (OS), potentially guiding rapid decisions for therapeutic intensification.

e20018 Background: Liquid biopsy (LB) is a useful tool for the detection of actionable mutations in advanced non-squamous non-small cell lung cancer (NS-NSCLC) at progression. However, the clinical benefits of integrating both LB and tissue biopsy (TB)-based genomic profiling at diagnosis of NS-NSCLC remain uncertain. Methods: We tested three commercially available next-generation sequencing (NGS) gene panel assays in circulating cell-free DNA (cfDNA) using replicate sets of 85 LB samples from advanced NS-NSCLC patients at baseline and compared the results with matched TB for the detection of tier IA/B (AMP/ASCO/CAP classification) alterations. We used methylation testing of cfDNA to assess the tumor fraction (TF). We correlated molecular data with clinico-pathological features and follow-up data. Results: All TB-based NGS results were interpretable. 5 LB-based NGS results for one assay were not performed due to the material exhaustion. Tier IA/B gene alteration was detected by LB-based NGS and TB-based NGS in 18 to 23 (21 to 27%) patients and in 35 (41%) patients, respectively. The positive percent agreement of each LB-based NGS assay method compared with TB-based NGS assay ranged from 51% to 68%. The incremental add provided by first LB-based NGS ranged from 0 to 23% versus 25 to 45% for first TB-based NGS, depending on the LB-based NGS assay. It includes one EGFR uncommon mutation, 9 MET amplifications and 2 HER2 amplifications detected by LB-based NGS assays that were not detected by TB-based NGS. Overall agreement between the three LB-based NGS assays was 44%. Hybrid-capture based assay detects 14 MET/HER2 CNVs, two METex14 skipping mutation and two ALK fusions that were not detected by amplicon-based assay. Amplicon-based assay detects one uncommon EGFR mutation, one KRAS non-G12C and one ALK fusion that were not detected by hybrid-capture based assay. 64 LB samples were tested for cfDNA methylation. Positive predictive value and negative predictive value of the detection of TF by cfDNA methylation profiling was 90% and 92%, respectively. The only false-negative result of TF evaluation by cfDNA methylation profiling was observed for a variant with a cfDNA VAF < 1%. Correlation analyses with clinicopathological data are ongoing. Conclusions: While concordance with tissue is relatively high, the incremental add provided by LB-based NGS at diagnosis of advanced NS-NSCLC compared to TB-based NGS is limited and greatly varies according to the sequencing method used. Thus, LB-based NGS at diagnosis of NSCLC can be used as a complement of TB-based NGS or as an alternative when tissue is not available.

Emerging therapies for non–small cell lung cancer targeting c-Met overexpression have recently demonstrated promising results. However, the evaluation of c-Met expression can be challenging. We aimed to study the inter and intraobserver reproducibility of c-Met expression evaluation. One hundred ten cases with non–small cell lung cancer (40 biopsies and 70 surgical specimens) were retrospectively selected in a single laboratory (LPCE) and evaluated for c-Met expression. Six pathologists (4 seniors and 2 juniors) evaluated the H-score and made a 3-tier classification of c-Met expression for all cases, using conventional light microscopy (CLM) and whole slide imaging (WSI). The interobserver reproducibility with CLM gave global Cohen Kappa coefficients (ƙ) ranging from 0.581 (95% CI: 0.364-0.771) to 0.763 (95% CI: 0.58-0.92) using the c-Met 3-tier classification and H-score, respectively. ƙ was higher for senior pathologists and biopsy samples. The interobserver reproducibility with WSI gave a global ƙ ranging from 0.543 (95% CI: 0.33-0.724) to 0.905 (95% CI: 0.618-1) using the c-Met H-score and 2-tier classification (≥25% 3+), respectively. ƙ for intraobserver reproducibility between CLM and WSI ranged from 0.713 to 0.898 for the c-Met H-score and from 0.600 to 0.779 for the c-Met 3-tier classification. We demonstrated a moderate to excellent interobserver agreement for c-Met expression with a substantial to excellent intraobserver agreement between CLM and WSI, thereby supporting the development of digital pathology. However, some factors (scoring method, type of tissue samples, and expertise level) affect reproducibility. Our findings highlight the importance of establishing a consensus definition and providing further training, particularly for inexperienced pathologists, for c-Met immunohistochemistry assessment in clinical practice.