Summary

Background

 Adults with relapsed or refractory B-precursor acute lymphoblastic leukaemia have an unfavourable prognosis. Blinatumomab is a bispecific T-cell engager antibody construct targeting CD19, an antigen consistently expressed on B-lineage acute lymphoblastic leukaemia cells. We aimed to confirm the activity and safety profile of blinatumomab for acute lymphoblastic leukaemia. 

Methods

 In a multicentre, single-arm, open-label phase 2 study, we enrolled adult patients with Philadelphia-chromosome-negative, primary refractory or relapsed (first relapse within 12 months of first remission, relapse within 12 months after allogeneic haemopoietic stem-cell transplantation [HSCT], or no response to or relapse after first salvage therapy or beyond) leukaemia. Patients received blinatumomab (9 μg/day for the first 7 days and 28 μg/day thereafter) by continuous intravenous infusion over 4 weeks every 6 weeks (up to five cycles), per protocol. The primary endpoint was complete remission (CR) or CR with partial haematological recovery of peripheral blood counts (CRh) within the first two cycles. Analysis was by intention to treat. This trial is registered at ClinicalTrials.gov, number NCT01466179. 

Findings

 Between Jan 13, 2012, and Oct 10, 2013, 189 patients were enrolled and treated with blinatumomab. After two cycles, 81 (43%, 95% CI 36–50) patients had achieved a CR or CRh: 63 (33%) patients had a CR and 18 (10%) patients had a CRh. 32 (40%) of patients who achieved CR/CRh underwent subsequent allogeneic HSCT. The most frequent grade 3 or worse adverse events were febrile neutropenia (48 patients, 25%), neutropenia (30 patients, 16%), and anaemia (27 patients, 14%). Three (2%) patients had grade 3 cytokine release syndrome. Neurologic events of worst grade 3 or 4 occurred in 20 (11%) and four (2%) patients, respectively. Three deaths (due to sepsis, Escherichia coli sepsis, and Candida infection) were thought to be treatment-related by the investigators. 

Interpretation

 Single-agent blinatumomab showed antileukaemia activity in adult patients with relapsed or refractory B-precursor acute lymphoblastic leukaemia characterised by negative prognostic factors. Further assessment of blinatumomab treatment earlier in the course of the disease and in combination with other treatment approaches is warranted. 

Funding

 Amgen.

Previous attempts have shown the potential of T cells in immunotherapy of cancer. Here, we report on the clinical activity of a bispecific antibody construct called blinatumomab, which has the potential to engage all cytotoxic T cells in patients for lysis of cancer cells. Doses as low as 0.005 milligrams per square meter per day in non–Hodgkin's lymphoma patients led to an elimination of target cells in blood. Partial and complete tumor regressions were first observed at a dose level of 0.015 milligrams, and all seven patients treated at a dose level of 0.06 milligrams experienced a tumor regression. Blinatumomab also led to clearance of tumor cells from bone marrow and liver. T cell–engaging antibodies appear to have therapeutic potential for the treatment of malignant diseases.

Purpose Blinatumomab, a bispecific single-chain antibody targeting the CD19 antigen, is a member of a novel class of antibodies that redirect T cells for selective lysis of tumor cells. In acute lymphoblastic leukemia (ALL), persistence or relapse of minimal residual disease (MRD) after chemotherapy indicates resistance to chemotherapy and results in hematologic relapse. A phase II clinical study was conducted to determine the efficacy of blinatumomab in MRD-positive B-lineage ALL. Patients and Methods Patients with MRD persistence or relapse after induction and consolidation therapy were included. MRD was assessed by quantitative reverse transcriptase polymerase chain reaction for either rearrangements of immunoglobulin or T-cell receptor genes, or specific genetic aberrations. Blinatumomab was administered as a 4-week continuous intravenous infusion at a dose of 15 μg/m 2 /24 hours. Results Twenty-one patients were treated, of whom 16 patients became MRD negative. One patient was not evaluable due to a grade 3 adverse event leading to treatment discontinuation. Among the 16 responders, 12 patients had been molecularly refractory to previous chemotherapy. Probability for relapse-free survival is 78% at a median follow-up of 405 days. The most frequent grade 3 and 4 adverse event was lymphopenia, which was completely reversible like most other adverse events. Conclusion Blinatumomab is an efficacious and well-tolerated treatment in patients with MRD-positive B-lineage ALL after intensive chemotherapy. T cells engaged by blinatumomab seem capable of eradicating chemotherapy-resistant tumor cells that otherwise cause clinical relapse.

Abstract Approximately 30% to 50% of adults with acute lymphoblastic leukemia (ALL) in hematologic complete remission after multiagent therapy exhibit minimal residual disease (MRD) by reverse transcriptase–polymerase chain reaction or flow cytometry. MRD is the strongest predictor of relapse in ALL. In this open-label, single-arm study, adults with B-cell precursor ALL in hematologic complete remission with MRD (≥10−3) received blinatumomab 15 µg/m2 per day by continuous IV infusion for up to 4 cycles. Patients could undergo allogeneic hematopoietic stem-cell transplantation any time after cycle 1. The primary end point was complete MRD response status after 1 cycle of blinatumomab. One hundred sixteen patients received blinatumomab. Eighty-eight (78%) of 113 evaluable patients achieved a complete MRD response. In the subgroup of 110 patients with Ph-negative ALL in hematologic remission, the Kaplan-Meier estimate of relapse-free survival (RFS) at 18 months was 54%. Median overall survival (OS) was 36.5 months. In landmark analyses, complete MRD responders had longer RFS (23.6 vs 5.7 months; P = .002) and OS (38.9 vs 12.5 months; P = .002) compared with MRD nonresponders. Adverse events were consistent with previous studies of blinatumomab. Twelve (10%) and 3 patients (3%) had grade 3 or 4 neurologic events, respectively. Four patients (3%) had cytokine release syndrome grade 1, n = 2; grade 3, n = 2), all during cycle 1. After treatment with blinatumomab in a population of patients with MRD-positive B-cell precursor ALL, a majority achieved a complete MRD response, which was associated with significantly longer RFS and OS compared with MRD nonresponders. This study is registered at www.clinicaltrials.gov as #NCT01207388.

Purpose Patients with relapsed or refractory acute lymphoblastic leukemia (ALL) have a dismal prognosis. CD19 is homogenously expressed in B-precursor ALL and can be targeted by the investigational bispecific T cell–engager antibody blinatumomab. A phase II trial was performed to determine clinical activity in this patient cohort. Patients and Methods Thirty-six patients with relapsed or refractory B-precursor ALL were treated with blinatumomab in cycles of 4-week continuous infusion followed by a 2-week treatment-free interval in a single-arm study with a dose-finding stage and an extension stage. The primary end point was complete remission (CR) or CR with partial hematologic recovery (CRh). Major secondary end points included minimal residual disease (MRD) response, rate of allogeneic hematopoietic stem-cell transplantation (HSCT) realization, relapse-free survival (RFS), overall survival (OS), and incidence of adverse events (AEs). Results Median age was 32 years (range, 18 to 77 years). Twenty-five patients (69%) achieved a CR or CRh, with 88% of the responders achieving an MRD response. Median OS was 9.8 months (95% CI, 8.5 to 14.9), and median RFS was 7.6 months (95% CI, 4.5 to 9.5). Thirteen responders (52%) underwent HSCT after achieving a CR or CRh. The most frequent AE during treatment was pyrexia (grade 1 or 2, 75%; grade 3, 6%). In six patients with nervous system or psychiatric disorder AEs and in two patients with cytokine release syndrome, treatment had to be interrupted or discontinued. These medical events were resolved clinically. Conclusion The data support further investigation of blinatumomab for the treatment of adult patients with relapsed or refractory ALL in a larger confirmatory study.

Key Points Cytokine release syndrome caused by T cell-directed therapies may be driven by abnormal macrophage activation and hemophagocytic syndrome. Cytokine-directed therapy can be effective against life-threatening cytokine release syndrome.

Lack of estrogen receptor (ER) and presence of vimentin (VIM) associate with poor prognosis in human breast cancer. We have explored the relationships between ER, VIM, and invasiveness in human breast cancer cell lines. In the matrigel outgrowth assay, ER+/VIM- (MCF-7, T47D, ZR-75-1), and ER-/VIM- (MDA-MB-468, SK-Br-3) cell lines were uninvasive, while ER-/VIM+ (BT549, MDA-MB-231, MDA-MB-435, MDA-MB-436, Hs578T) lines formed invasive, penetrating colonies. Similarly, ER-/VIM+ cell lines were significantly more invasive than either the ER+/VIM- or ER-/VIM- cell lines in the Boyden chamber chemoinvasion assay. Invasive activity in nude mice was only seen with ER-/VIM+ cell lines MDA-MB-231, MDA-MB-435 and MDA-MB-436. Hs578T cells (ER-/VIM+) showed hematogenous dissemination to the lungs in one of five mice, but lacked local invasion. The ER-/VIM+ MCF-7ADR subline was significantly more active than the MCF-7 cells in vitro, but resembled the wild-type MCF-7 parent in in vivo activity. Data from these cell lines suggest that human breast cancer progression results first in the loss of ER, and subsequently in VIM acquisition, the latter being associated with increased metastatic potential through enhanced invasiveness. The MCF-7ADR data provide evidence that this transition can occur in human breast cancer cells. Vimentin expression may provide useful insights into mechanisms of invasion and/or breast cancer cell progression.

Purpose Blinatumomab is a bispecific T-cell engager antibody construct targeting CD19 on B-cell lymphoblasts. We evaluated the safety, pharmacokinetics, recommended dosage, and potential for efficacy of blinatumomab in children with relapsed/refractory B-cell precursor acute lymphoblastic leukemia (BCP-ALL). Methods This open-label study enrolled children < 18 years old with relapsed/refractory BCP-ALL in a phase I dosage-escalation part and a phase II part, using 6-week treatment cycles. Primary end points were maximum-tolerated dosage (phase I) and complete remission rate within the first two cycles (phase II). Results We treated 49 patients in phase I and 44 patients in phase II. Four patients had dose-limiting toxicities in cycle 1 (phase I). Three experienced grade 4 cytokine-release syndrome (one attributed to grade 5 cardiac failure); one had fatal respiratory failure. The maximum-tolerated dosage was 15 µg/m2/d. Blinatumomab pharmacokinetics was linear across dosage levels and consistent among age groups. On the basis of the phase I data, the recommended blinatumomab dosage for children with relapsed/refractory ALL was 5 µg/m2/d for the first 7 days, followed by 15 µg/m2/d thereafter. Among the 70 patients who received the recommended dosage, 27 (39%; 95% CI, 27% to 51%) achieved complete remission within the first two cycles, 14 (52%) of whom achieved complete minimal residual disease response. The most frequent grade ≥ 3 adverse events were anemia (36%), thrombocytopenia (21%), and hypokalemia (17%). Three patients (4%) and one patient (1%) had cytokine-release syndrome of grade 3 and 4, respectively. Two patients (3%) interrupted treatment after grade 2 seizures. Conclusion This trial, which to the best of our knowledge was the first such trial in pediatrics, demonstrated antileukemic activity of single-agent blinatumomab with complete minimal residual disease response in children with relapsed/refractory BCP-ALL. Blinatumomab may represent an important new treatment option in this setting, requiring further investigation in curative indications.

Abstract Persistence or recurrence of minimal residual disease (MRD) after chemotherapy results in clinical relapse in patients with acute lymphoblastic leukemia (ALL). In a phase 2 trial of B-lineage ALL patients with persistent or relapsed MRD, a T cell–engaging bispecific Ab construct induced an 80% MRD response rate. In the present study, we show that after a median follow-up of 33 months, the hematologic relapse-free survival of the entire evaluable study cohort of 20 patients was 61% (Kaplan-Meier estimate). The hema-tologic relapse-free survival rate of a subgroup of 9 patients who received allogeneic hematopoietic stem cell transplantation after blinatumomab treatment was 65% (Kaplan-Meier estimate). Of the subgroup of 6 Philadelphia chromosome–negative MRD responders with no further therapy after blinatumomab, 4 are in ongoing hematologic and molecular remission. We conclude that blinatumomab can induce long-lasting complete remission in B-lineage ALL patients with persistent or recurrent MRD. The original study and this follow-up study are registered at www.clinicaltrials.gov as NCT00198991 and NCT00198978, respectively.

T cell–engaging CD19/CD3-bispecific BiTE Ab blinatumomab has shown an 80% complete molecular response rate and prolonged leukemia-free survival in patients with minimal residual B-lineage acute lymphoblastic leukemia (MRD+ B-ALL). Here, we report that lymphocytes in all patients of a phase 2 study responded to continuous infusion of blinatumomab in a strikingly similar fashion. After start of infusion, B-cell counts dropped to < 1 B cell/μL within an average of 2 days and remained essentially undetectable for the entire treatment period. By contrast, T-cell counts in all patients declined to a nadir within < 1 day and recovered to baseline within a few days. T cells then expanded and on average more than doubled over baseline within 2-3 weeks under continued infusion of blinatumomab. A significant percentage of reappearing CD8+ and CD4+ T cells newly expressed activation marker CD69. Shortly after start of infusion, a transient release of cytokines dominated by IL-10, IL-6, and IFN-γ was observed, which no longer occurred on start of a second treatment cycle. The response of lymphocytes in leukemic patients to continuous infusion of blinatumomab helps to better understand the mode of action of this and other globally T cell–engaging Abs. The trial is registered with www.clinicaltrials.gov identifier NCT00560794.