Mutations of the epidermal growth factor receptor (EGFR) gene have been identified in specimens from patients with non-small-cell lung cancer who have a response to anilinoquinazoline EGFR inhibitors. Despite the dramatic responses to such inhibitors, most patients ultimately have a relapse. The mechanism of the drug resistance is unknown. Here we report the case of a patient with EGFR-mutant, gefitinib-responsive, advanced non-small-cell lung cancer who had a relapse after two years of complete remission during treatment with gefitinib. The DNA sequence of the EGFR gene in his tumor biopsy specimen at relapse revealed the presence of a second point mutation, resulting in threonine-to-methionine amino acid change at position 790 of EGFR. Structural modeling and biochemical studies showed that this second mutation led to gefitinib resistance.

Standard first-line therapy for metastatic, squamous non–small-cell lung cancer (NSCLC) is platinum-based chemotherapy or pembrolizumab (for patients with programmed death ligand 1 [PD-L1] expression on ≥50% of tumor cells). More recently, pembrolizumab plus chemotherapy was shown to significantly prolong overall survival among patients with nonsquamous NSCLC.

Multiple mechanisms of crizotinib resistance were identified in lung cancer patients including new secondary ALK mutations and activation of receptor tyrosine kinases.

Trever Bivona and colleagues identify the upregulation of the AXL kinase in human non–small cell lung cancer with acquired resistance to erlotinib. Inhibition of AXL restores sensitivity to erlotinib in in vitro and in vivo tumor models. The authors suggest AXL as a potential therapeutic target that may prevent or overcome acquired resistance in patients with EGFR-mutant lung cancer. Human non–small cell lung cancers (NSCLCs) with activating mutations in EGFR frequently respond to treatment with EGFR-targeted tyrosine kinase inhibitors (TKIs), such as erlotinib, but responses are not durable, as tumors acquire resistance. Secondary mutations in EGFR (such as T790M) or upregulation of the MET kinase are found in over 50% of resistant tumors. Here, we report increased activation of AXL and evidence for epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) in multiple in vitro and in vivo EGFR-mutant lung cancer models with acquired resistance to erlotinib in the absence of the EGFR p.Thr790Met alteration or MET activation. Genetic or pharmacological inhibition of AXL restored sensitivity to erlotinib in these tumor models. Increased expression of AXL and, in some cases, of its ligand GAS6 was found in EGFR-mutant lung cancers obtained from individuals with acquired resistance to TKIs. These data identify AXL as a promising therapeutic target whose inhibition could prevent or overcome acquired resistance to EGFR TKIs in individuals with EGFR-mutant lung cancer.

Abstract Patients with cancer are presumed to be at increased risk from COVID-19 infection–related fatality due to underlying malignancy, treatment-related immunosuppression, or increased comorbidities. A total of 218 COVID-19–positive patients from March 18, 2020, to April 8, 2020, with a malignant diagnosis were identified. A total of 61 (28%) patients with cancer died from COVID-19 with a case fatality rate (CFR) of 37% (20/54) for hematologic malignancies and 25% (41/164) for solid malignancies. Six of 11 (55%) patients with lung cancer died from COVID-19 disease. Increased mortality was significantly associated with older age, multiple comorbidities, need for ICU support, and elevated levels of D-dimer, lactate dehydrogenase, and lactate in multivariate analysis. Age-adjusted CFRs in patients with cancer compared with noncancer patients at our institution and New York City reported a significant increase in case fatality for patients with cancer. These data suggest the need for proactive strategies to reduce likelihood of infection and improve early identification in this vulnerable patient population. Significance: COVID-19 in patients with cancer is associated with a significantly increased risk of case fatality, suggesting the need for proactive strategies to reduce likelihood of infection and improve early identification in this vulnerable patient population. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 890

Abstract Purpose: Somatic mutations in the epidermal growth factor receptor (EGFR) have been detected in patients with non–small cell lung cancer (NSCLC) and are associated with sensitivity to treatment with gefitinib or erlotinib. Our study explored the relationship between the two most common types of somatic EGFR mutations, exon 19 deletions and the L858R point mutation, and outcomes of patients following treatment with gefitinib or erlotinib. Experimental Design: Tumor specimens obtained before treatment with gefitinib or erlotinib were analyzed for EGFR mutations. Patients with exon 19 deletion or L858R mutations were identified. The response rate, time to progression, and overall survival were determined for the two groups. Results: We identified 36 patients with NSCLC and an EGFR mutation who were treated with gefitinib or erlotinib. Patients with an exon 19 deletion had a significantly longer overall survival compared with patients with an L858R mutation (38 versus 17 months; P = 0.04). There were also trends toward higher response rate (73% versus 50%) and improved time to progression (24 versus 10 months) for the patients with an exon 19 deletion, although these were not independently significant in a multivariate analysis. A difference in response rate for patients treated with gefitinib compared with erlotinib was also noted [18 of 23 (78%) versus 3 of 9 (33%); P = 0.04]. No obvious difference in time to progression or overall survival was noted between gefitinib- and erlotinib-treated patients. Conclusions: Patients with NSCLC and EGFR exon 19 deletions have a longer survival following treatment with gefitinib or erlotinib compared with those with the L858R mutation. Pooling of greater numbers of patients and completion of prospective trials are needed to further define the predictive and prognostic roles of different EGFR mutations with respect to treatment with gefitinib, erlotinib, and other EGFR inhibitors.

Abstract The SH2 domain-containing protein-tyrosine phosphatase PTPN11 (Shp2) is required for normal development and is an essential component of signaling pathways initiated by growth factors, cytokines, and extracellular matrix. In many of these pathways, Shp2 acts upstream of Ras. About 50% of patients with Noonan syndrome have germ-line PTPN11 gain of function mutations. Associations between Noonan syndrome and an increased risk of some malignancies, notably leukemia and neuroblastoma, have been reported, and recent data indicate that somatic PTPN11 mutations occur in children with sporadic juvenile myelomonocytic leukemia, myelodysplasic syndrome, B-cell acute lymphoblastic leukemia, and acute myelogenous leukemia (AML). Juvenile myelomonocytic leukemia patients without PTPN11 mutations have either homozygotic NF-1 deletion or activating RAS mutations. Given the role of Shp2 in Ras activation and the frequent mutation of RAS in human tumors, these data raise the possibility that PTPN11 mutations play a broader role in cancer. We asked whether PTPN11 mutations occur in other malignancies in which activating RAS mutations occur at low but significant frequency. Sequencing of PTPN11 from 13 different human neoplasms including breast, lung, gastric, and neuroblastoma tumors and adult AML and acute lymphoblastic leukemia revealed 11 missense mutations. Five are known mutations predicted to result in an activated form of Shp2, whereas six are new mutations. Biochemical analysis confirmed that several of the new mutations result in increased Shp2 activity. Our data demonstrate that mutations in PTPN11 occur at low frequency in several human cancers, especially neuroblastoma and AML, and suggest that Shp2 may be a novel target for antineoplastic therapy.

Background Epidermal growth factor receptor (EGFR) mutations are present in the majority of patients with non-small cell lung cancer (NSCLC) responsive to the EGFR tyrosine kinase inhibitors (TKIs) gefitinib or erlotinib. These EGFR-dependent tumors eventually become TKI resistant, and the common secondary T790M mutation accounts for half the tumors with acquired resistance to gefitinib. However, the key proapoptotic proteins involved in TKI-induced cell death and other secondary mutations involved in resistance remain unclear. The objective of this study was to identify the mechanism of EGFR TKI-induced apoptosis and secondary resistant mutations that affect this process. Methods and Findings To study TKI-induced cell death and mechanisms of resistance, we used lung cancer cell lines (with or without EGFR mutations), Ba/F3 cells stably transfected with EGFR mutation constructs, and tumor samples from a gefitinib-resistant patient. Here we show that up-regulation of the BH3-only polypeptide BIM (also known as BCL2-like 11) correlated with gefitinib-induced apoptosis in gefitinib-sensitive EGFR-mutant lung cancer cells. The T790M mutation blocked gefitinib-induced up-regulation of BIM and apoptosis. This blockade was overcome by the irreversible TKI CL-387,785. Knockdown of BIM by small interfering RNA was able to attenuate apoptosis induced by EGFR TKIs. Furthermore, from a gefitinib-resistant patient carrying the activating L858R mutation, we identified a novel secondary resistant mutation, L747S in cis to the activating mutation, which attenuated the up-regulation of BIM and reduced apoptosis. Conclusions Our results provide evidence that BIM is involved in TKI-induced apoptosis in sensitive EGFR-mutant cells and that both attenuation of the up-regulation of BIM and resistance to gefitinib-induced apoptosis are seen in models that contain the common EGFR T790M and the novel L747S secondary resistance mutations. These findings also suggest that induction of BIM may have a role in the treatment of TKI-resistant tumors.

Abstract

Introduction

 In the randomized KEYNOTE-407 study (ClinicalTrials.gov, NCT02775435), pembrolizumab plus carboplatin and paclitaxel/nab-paclitaxel (chemotherapy) significantly improved overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) compared with placebo plus chemotherapy in patients with previously untreated metastatic squamous NSCLC. We report updated efficacy outcomes from the protocol-specified final analysis and, for the first time, progression on next line of treatment. 

Methods

 Eligible patients were randomized to chemotherapy plus either pembrolizumab (n = 278) or placebo (n = 281). After positive results from the second interim analysis, patients still receiving placebo could cross over to pembrolizumab monotherapy at the time of confirmed progressive disease. The primary end points were OS and PFS. PFS-2 (time from randomization to progression on next-line treatment/death, whichever occurred first) was an exploratory end point. 

Results

 After median (range) follow-up of 14.3 (0.1–31.3) months, pembrolizumab plus chemotherapy continued to exhibit a clinically meaningful improvement over placebo plus chemotherapy in OS (median, 17.1 mo [95% confidence interval (CI): 14.4‒19.9] versus 11.6 mo [95% CI: 10.1‒13.7]; hazard ratio [HR], 0.71 [95% CI: 0.58‒0.88]) and PFS (median, 8.0 mo [95% CI: 6.3‒8.4] versus 5.1 mo [95% CI: 4.3‒6.0]; HR, 0.57 [95% CI: 0.47‒0.69]). PFS-2 was longer for patients randomized to first-line pembrolizumab plus chemotherapy (HR, 0.59 [95% CI: 0.49‒0.72]). Grade 3 to 5 adverse events occurred in 74.1% and 69.6% of patients receiving pembrolizumab plus chemotherapy and placebo plus chemotherapy, respectively. 

Conclusions

 Pembrolizumab plus chemotherapy continued to exhibit substantially improved OS and PFS in patients with metastatic squamous NSCLC. The PFS-2 outcomes support pembrolizumab plus chemotherapy as a standard first-line treatment in patients with metastatic squamous NSCLC.

As COVID-19 adversely affects patients with cancer, prophylactic strategies are critically needed. Using a validated antibody assay against SARS-CoV-2 spike protein, we determined a high seroconversion rate (94%) in 200 patients with cancer in New York City that had received full dosing with one of the FDA-approved COVID-19 vaccines. On comparison with solid tumors (98%), a significantly lower rate of seroconversion was observed in patients with hematologic malignancies (85%), particularly recipients following highly immunosuppressive therapies such as anti-CD20 therapies (70%) and stem cell transplantation (73%). Patients receiving immune checkpoint inhibitor therapy (97%) or hormonal therapies (100%) demonstrated high seroconversion post vaccination. Patients with prior COVID-19 infection demonstrated higher anti-spike IgG titers post vaccination. Relatively lower IgG titers were observed following vaccination with the adenoviral than with mRNA-based vaccines. These data demonstrate generally high immunogenicity of COVID-19 vaccination in oncology patients and identify immunosuppressed cohorts that need novel vaccination or passive immunization strategies.