Background Dual blockade of the EGFR and VEGF pathways in EGFR-mutated metastatic non-small-cell lung cancer (NSCLC) is supported by preclinical and clinical data, yet the approach is not widely implemented. RELAY assessed erlotinib, an EGFR tyrosine kinase inhibitor (TKI) standard of care, plus ramucirumab, a human IgG1 VEGFR2 antagonist, or placebo in patients with untreated EGFR-mutated metastatic NSCLC. Methods This is a worldwide, double-blind, phase 3 trial done in 100 hospitals, clinics, and medical centres in 13 countries. Eligible patients were aged 18 years or older (20 years or older in Japan and Taiwan) at the time of study entry, had stage IV NSCLC, with an EGFR exon 19 deletion (ex19del) or exon 21 substitution (Leu858Arg) mutation, an Eastern Cooperative Oncology Group performance status of 0 or 1, and no CNS metastases. We randomly assigned eligible patients in a 1:1 ratio to receive oral erlotinib (150 mg/day) plus either intravenous ramucirumab (10 mg/kg) or matching placebo once every 2 weeks. Randomisation was done by an interactive web response system with a computer-generated sequence and stratified by sex, geographical region, EGFR mutation type, and EGFR testing method. The primary endpoint was investigator-assessed progression-free survival in the intention-to-treat population. Safety was assessed in all patients who received at least one dose of study treatment. This trial is registered at ClinicalTrials.gov, NCT02411448, and is ongoing for long-term survival follow-up. Findings Between Jan 28, 2016, and Feb 1, 2018, 449 eligible patients were enrolled and randomly assigned to treatment with ramucirumab plus erlotinib (n=224) or placebo plus erlotinib (n=225). Median duration of follow-up was 20·7 months (IQR 15·8–27·2). At the time of primary analysis, progression-free survival was significantly longer in the ramucirumab plus erlotinib group (19·4 months [95% CI 15·4–21·6]) than in the placebo plus erlotinib group (12·4 months [11·0–13·5]), with a stratified hazard ratio of 0·59 (95% CI 0·46–0·76; p<0·0001). Grade 3–4 treatment-emergent adverse events were reported in 159 (72%) of 221 patients in the ramucirumab plus erlotinib group versus 121 (54%) of 225 in the placebo plus erlotinib group. The most common grade 3–4 treatment-emergent adverse events in the ramucirumab plus erlotinib group were hypertension (52 [24%]; grade 3 only) and dermatitis acneiform (33 [15%]), and in the placebo plus erlotinib group were dermatitis acneiform (20 [9%]) and increased alanine aminotransferase (17 [8%]). Treatment-emergent serious adverse events were reported in 65 (29%) of 221 patients in the ramucirumab plus erlotinib group and 47 (21%) of 225 in the placebo plus erlotinib group. The most common serious adverse events of any grade in the ramucirumab plus erlotinib group were pneumonia (seven [3%]) and cellulitis and pneumothorax (four [2%], each); the most common in the placebo plus erlotinib group were pyrexia (four [2%]) and pneumothorax (three [1%]). One on-study treatment-related death due to an adverse event occurred (haemothorax after a thoracic drainage procedure for a pleural empyema) in the ramucirumab plus erlotinib group. Interpretation Ramucirumab plus erlotinib demonstrated superior progression-free survival compared with placebo plus erlotinib in patients with untreated EGFR-mutated metastatic NSCLC. Safety was consistent with the safety profiles of the individual compounds in advanced lung cancer. The RELAY regimen is a viable new treatment option for the initial treatment of EGFR-mutated metastatic NSCLC. Funding Eli Lilly.

Abstract The threonine-to-methionine substitution at amino acid position 790 (T790M) of the epidermal growth factor receptor (EGFR) gene has been reported in progressing lesions after gefitinib treatment in non–small cell lung cancer (NSCLC) that causes sensitive tumors to become resistant to gefitinib. Alternatively, the EGFR T790M mutation might be present in small fractions of tumor cells before drug treatment, and the tumor cells harboring the T790M mutation might be enriched during the proliferation after drug treatment. We developed a mutant-enriched PCR assay to detect small fractions of cells with T790M mutation and used this technique to detect mutations in 280 NSCLCs, including gefitinib-treated 95 cases. Although the direct sequencing detected only 1 T790M mutant case, the mutant-enriched PCR (confirmed to enrich one mutant out of 1 × 103 wild-type alleles) detected 9 additional cases among 280 cases. As linkage to clinicopathologic factors, the T790M mutation showed no bias for sex, smoking status, or histology but was significantly more frequent in advanced tumors (9 of 111 cases) than in early-stage tumors (1 of 169 cases; P = 0.0013). Among gefitinib-treated cases, gefitinib-sensitive mutations were found in 30 cases. The T790M mutation was present in 3 of 7 no-responders with the gefitinib-sensitive mutation and was not present in 19 responders (P = 0.014). Our results indicate that the T790M mutation is sometimes present in a minor population of tumor cells during the development of NSCLC and suggest that the detection of small fractions of T790M mutant alleles may be useful for predicting gefitinib resistance of NSCLCs with sensitive EGFR mutations. (Cancer Res 2006; 66(16): 7854-8)

Acquired resistance to EGF receptor (EGFR) tyrosine kinase inhibitors (TKIs) is inevitable in metastatic EGFR -mutant lung cancers. Here, we modeled disease progression using EGFR -mutant human tumor cell lines. Although five of six models displayed alterations already found in humans, one harbored an unexpected secondary NRAS Q61K mutation; resistant cells were sensitive to concurrent EGFR and MEK inhibition but to neither alone. Prompted by this finding and because RAS / RAF / MEK mutations are known mediators of acquired resistance in other solid tumors (colon cancers, gastrointestinal stromal tumors, and melanomas) responsive to targeted therapies, we analyzed the frequency of secondary KRAS/NRAS/BRAF/MEK1 gene mutations in the largest collection to date of lung cancers with acquired resistance to EGFR TKIs. No recurrent NRAS , KRAS, or MEK1 mutations were found in 212, 195, or 146 patient samples, respectively, but 2 of 195 (1%) were found to have mutations in BRAF (G469A and V600E). Ectopic expression of mutant NRAS or BRAF in drug-sensitive EGFR -mutant cells conferred resistance to EGFR TKIs that was overcome by addition of a MEK inhibitor. Collectively, these positive and negative results provide deeper insight into mechanisms of acquired resistance to EGFR TKIs in lung cancer and inform ongoing clinical trials designed to overcome resistance. In the context of emerging knowledge about mechanisms of acquired resistance to targeted therapies in various cancers, our data highlight the notion that, even though solid tumors share common signaling cascades, mediators of acquired resistance must be elucidated for each disease separately in the context of treatment.

Abstract The clinical impact of soluble molecules in pleural effusion (PE) is unclear in patients with malignant pleural mesothelioma (MPM). In this single-center, retrospective, observational study, we assessed soluble forms of cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4 (CTLA-4), programmed cell death protein 1 (PD-1), and PD-1 ligand 1 (PD-L1) using enzyme-linked immunosorbent assays; three TGF-β isoforms were measured via multiplex assay in PE of patients with fibrinous pleuritis (FP) or MPM, to assess relationships between the levels of six molecules, clinicopathological characteristics, and efficacy of immune checkpoint inhibitors. Soluble forms of CTLA-4, PD-L1, PD-1, TGF-β 1 , TGF-β 2 , and TGF-β 3 were variably produced in PE of FP (n = 34) and MPM (n = 79); we found significant relationships between the six molecules and clinicopathological features. Although none of the three soluble immune checkpoint molecules showed diagnostic or prognostic effects in patients with MPM, TGF-β 2 level in PE is a useful differential diagnostic marker between FP and MPM. Both TGF-β 1 and TGF-β 3 levels are promising prognostic markers for MPM. Moreover, we found that higher baseline levels of PD-1 soluble forms predicted the response to anti-PD1 monotherapy. Our findings identify novel diagnostic, prognostic, and predictive biomarkers for anti-PD1 therapy in patients with MPM.