Most treatments for patients with metastatic melanoma have a low rate of complete regression and thus overall survival in these patients is poor. We investigated the ability of adoptive cell transfer utilizing autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TIL) to mediate durable complete regressions in heavily pretreated patients with metastatic melanoma.

Purpose Adoptive immunotherapy using tumor-infiltrating lymphocytes represents an effective cancer treatment for patients with metastatic melanoma. The NY-ESO-1 cancer/testis antigen, which is expressed in 80% of patients with synovial cell sarcoma and approximately 25% of patients with melanoma and common epithelial tumors, represents an attractive target for immune-based therapies. The current trial was carried out to evaluate the ability of adoptively transferred autologous T cells transduced with a T-cell receptor (TCR) directed against NY-ESO-1 to mediate tumor regression in patients with metastatic melanoma and synovial cell sarcoma. Patients and Methods A clinical trial was performed in patients with metastatic melanoma or metastatic synovial cell sarcoma refractory to all standard treatments. Patients with NY-ESO-1–positive tumors were treated with autologous TCR-transduced T cells plus 720,000 iU/kg of interleukin-2 to tolerance after preparative chemotherapy. Objective clinical responses were evaluated using Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST). Results Objective clinical responses were observed in four of six patients with synovial cell sarcoma and five of 11 patients with melanoma bearing tumors expressing NY-ESO-1. Two of 11 patients with melanoma demonstrated complete regressions that persisted after 1 year. A partial response lasting 18 months was observed in one patient with synovial cell sarcoma. Conclusion These observations indicate that TCR-based gene therapies directed against NY-ESO-1 represent a new and effective therapeutic approach for patients with melanoma and synovial cell sarcoma. To our knowledge, this represents the first demonstration of the successful treatment of a nonmelanoma tumor using TCR-transduced T cells.

Abstract We conducted a clinical trial to assess adoptive transfer of T cells genetically modified to express an anti-CD19 chimeric Ag receptor (CAR). Our clinical protocol consisted of chemotherapy followed by an infusion of anti–CD19-CAR–transduced T cells and a course of IL-2. Six of the 8 patients treated on our protocol obtained remissions of their advanced, progressive B-cell malignancies. Four of the 8 patients treated on the protocol had long-term depletion of normal polyclonal CD19+ B-lineage cells. Cells containing the anti-CD19 CAR gene were detected in the blood of all patients. Four of the 8 treated patients had prominent elevations in serum levels of the inflammatory cytokines IFNγ and TNF. The severity of acute toxicities experienced by the patients correlated with serum IFNγ and TNF levels. The infused anti–CD19-CAR–transduced T cells were a possible source of these inflammatory cytokines because we demonstrated peripheral blood T cells that produced TNF and IFNγ ex vivo in a CD19-specific manner after anti–CD19-CAR–transduced T-cell infusions. Anti–CD19-CAR–transduced T cells have great promise to improve the treatment of B-cell malignancies because of a potent ability to eradicate CD19+ cells in vivo; however, reversible cytokine-associated toxicities occurred after CAR–transduced T-cell infusions. This trial was registered with ClinicalTrials.gov as NCT00924326.

The two approved treatments for patients with metastatic melanoma, interleukin (IL)-2 and dacarbazine, mediate objective response rates of 12% to 15%. We previously reported that adoptive cell therapy (ACT) with autologous antitumor lymphocytes in lymphodepleted hosts mediated objective responses in 51% of 35 patients. Here, we update that study and evaluate the safety and efficacy of two increased-intensity myeloablative lymphodepleting regimens.We performed two additional sequential trials of ACT with autologous tumor-infiltrating lymphocytes (TIL) in patients with metastatic melanoma. Increasing intensity of host preparative lymphodepletion consisting of cyclophosphamide and fludarabine with either 2 (25 patients) or 12 Gy (25 patients) of total-body irradiation (TBI) was administered before cell transfer. Objective response rates by Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) and survival were evaluated. Immunologic correlates of effective treatment were studied.Although nonmyeloablative chemotherapy alone showed an objective response rate of 49%, when 2 or 12 Gy of TBI was added, the response rates were 52% and 72% respectively. Responses were seen in all visceral sites including brain. There was one treatment-related death in the 93 patients. Host lymphodepletion was associated with increased serum levels of the lymphocyte homeostatic cytokines IL-7 and IL-15. Objective responses were correlated with the telomere length of the transferred cells.Host lymphodepletion followed by autologous TIL transfer and IL-2 results in objective response rates of 50% to 70% in patients with metastatic melanoma refractory to standard therapies.

New, effective therapies are needed for pancreatic ductal adenocarcinoma. Ipilimumab can mediate an immunologic tumor regression in other histologies. This phase II trial evaluated the efficacy of Ipilimumab for advanced pancreatic cancer. Subjects were adults with locally advanced or metastatic pancreas adenocarcinoma with measurable disease, good performance status, and minimal comorbidities. Ipilimumab was administered intravenously (3.0 mg/kg every 3 wk; 4 doses/course) for a maximum of 2 courses. Response rate by response evaluation criteria in solid tumors criteria and toxicity were measured. Twenty-seven subjects were enrolled (metastatic disease: 20 and locally advanced: 7) with median age of 55 years (27 to 68 y) and good performance status (26 with Eastern Cooperative Oncology Group performance status =0 to 1). Three subjects experienced ≥ grade 3 immune-mediated adverse events (colitis:1, encephalitis:1, hypohysitis:1). There were no responders by response evaluation criteria in solid tumors criteria but a subject experienced a delayed response after initial progressive disease. In this subject, new metastases after 2 doses of Ipilimumab established progressive disease. But continued administration of the agent per protocol resulted in significant delayed regression of the primary lesion and 20 hepatic metastases. This was reflected in tumor markers normalization, and clinically significant improvement of performance status. Single agent Ipilimumab at 3.0 mg/kg/dose is ineffective for the treatment of advanced pancreas cancer. However, a significant delayed response in one subject of this trial suggests that immunotherapeutic approaches to pancreas cancer deserve further exploration.

Nine cancer patients were treated with adoptive cell therapy using autologous anti-MAGE-A3 T-cell receptors (TCR)-engineered T cells. Five patients experienced clinical regression of their cancers including 2 on-going responders. Beginning 1–2 days postinfusion, 3 patients (#’s 5, 7, and 8) experienced mental status changes, and 2 patients (5 and 8) lapsed into comas and subsequently died. Magnetic resonance imagining analysis of patients 5 and 8 demonstrated periventricular leukomalacia, and examination of their brains at autopsy revealed necrotizing leukoencephalopathy with extensive white matter defects associated with infiltration of CD3+/CD8+ T cells. Patient 7, developed Parkinson-like symptoms, which resolved over 4 weeks and fully recovered. Immunohistochemical staining of patient and normal brain samples demonstrated rare positively staining neurons with an antibody that recognizes multiple MAGE-A family members. The TCR used in this study recognized epitopes in MAGE-A3/A9/A12. Molecular assays of human brain samples using real-time quantitative-polymerase chain reaction, Nanostring quantitation, and deep-sequencing indicated that MAGE-A12 was expressed in human brain (and possibly MAGE-A1, MAGE-A8, and MAGE-A9). This previously unrecognized expression of MAGE-A12 in human brain was possibly the initiating event of a TCR-mediated inflammatory response that resulted in neuronal cell destruction and raises caution for clinical applications targeting MAGE-A family members with highly active immunotherapies.

Autologous T lymphocytes genetically engineered to express a murine T cell receptor (TCR) against human carcinoembryonic antigen (CEA) were administered to three patients with metastatic colorectal cancer refractory to standard treatments. All patients experienced profound decreases in serum CEA levels (74–99%), and one patient had an objective regression of cancer metastatic to the lung and liver. However, a severe transient inflammatory colitis that represented a dose limiting toxicity was induced in all three patients. This report represents the first example of objective regression of metastatic colorectal cancer mediated by adoptive T cell transfer and illustrates the successful use of a TCR, raised in human leukocyte antigen (HLA) transgenic mice, against a human tumor associated antigen. It also emphasizes the destructive power of small numbers of highly avid T cells and the limitations of using CEA as a target for cancer immunotherapy.

Purpose Cytotoxic T-lymphocyte–associated antigen 4 (CTLA4) is an inhibitory receptor on T cells. Knocking out CTLA4 in mice causes lethal lymphoproliferation, and polymorphisms in human CTLA4 are associated with autoimmune disease. Trials of the anti-CTLA4 antibody ipilimumab (MDX-010) have resulted in durable cancer regression and immune-mediated toxicities. A report on the diagnosis, pathology, treatment, clinical outcome, and significance of the immune-mediated enterocolitis seen with ipilimumab is presented. Patients and Methods We treated 198 patients with metastatic melanoma (MM) or renal cell carcinoma (RCC) with ipilimumab. Results The overall objective tumor response rate was 14%. We observed several immune mediated toxicities including dermatitis, enterocolitis, hypophysitis, uveitis, hepatitis, and nephritis. Enterocolitis, defined by grade 3/4 clinical presentation and/or biopsy documentation, was the most common major toxicity (21% of patients). It presented with diarrhea, and biopsies showed both neutrophilic and lymphocytic inflammation. Most patients who developed enterocolitis responded to high-dose systemic corticosteroids. There was no evidence that steroid administration affected tumor responses. Five patients developed perforation or required colectomy. Four other patients with steroid-refractory enterocolitis appeared to respond promptly to tumor necrosis factor alpha blockade with infliximab. Objective tumor response rates in patients with enterocolitis were 36% for MM and 35% for RCC, compared with 11% and 2% in patients without enterocolitis, respectively (P = .0065 for MM and P = .0016 for RCC). Conclusion CTLA4 seems to be a significant component of tolerance to tumor and in protection against immune mediated enterocolitis and these phenomena are significantly associated in cancer patients.

Abstract Purpose: Although adoptive cell therapy can be highly effective for the treatment of patients with melanoma, the application of this approach to the treatment of other solid tumors has been limited. The observation that the cancer germline (CG) antigen NY-ESO-1 is expressed in 70% to 80% and in approximately 25% of patients with synovial cell sarcoma and melanoma, respectively, prompted us to perform this first-in-man clinical trial using the adoptive transfer of autologous peripheral blood mononuclear cells that were retrovirally transduced with an NY-ESO-1–reactive T-cell receptor (TCR) to heavily pretreated patients bearing these metastatic cancers. Experimental Design: HLA-*0201 patients with metastatic synovial cell sarcoma or melanoma refractory to standard treatments and whose cancers expressed NY-ESO-1 received autologous TCR-transduced T cells following a lymphodepleting preparative chemotherapy. Response rates using Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST), as well as immunologic correlates of response, are presented in this report. Results: Eleven of 18 patients with NY-ESO-1+ synovial cell sarcomas (61%) and 11 of 20 patients with NY-ESO-1+ melanomas (55%) who received autologous T cells transduced with an NY-ESO-1–reactive TCR demonstrated objective clinical responses. The estimated overall 3- and 5-year survival rates for patients with synovial cell sarcoma were 38% and 14%, respectively, whereas the corresponding estimated survival rates for patients with melanoma were both 33%. Conclusions: The adoptive transfer of autologous T cells transduced with a retrovirus encoding a TCR against an HLA-A*0201 restricted NY-ESO-1 epitope can be an effective therapy for some patients bearing synovial cell sarcomas and melanomas that are refractory to other treatments. Clin Cancer Res; 21(5); 1019–27. ©2014 AACR.

Tremelimumab is a fully human monoclonal antibody that binds to cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4 (CTLA-4) on the surface of activated T lymphocytes. Ablative therapies induce a peripheral immune response which may enhance the effect of anti-CTLA4 treatment in patients with advanced hepatocellular carcinoma (HCC). This study aimed to demonstrate whether tremelimumab could be combined safely and feasibly with ablation.Thirty-two patients with HCC were enrolled: male:female: 28:4; median age: 62 (range 36-76). Patients were given tremelimumab at two dose levels (3.5 and 10mg/kg i.v.) every 4weeks for 6 doses, followed by 3-monthly infusions until off-treatment criteria were met. On day 36, patients underwent subtotal radiofrequency ablation or chemoablation. Staging was performed by contrast-enhanced CT or MRI scan every 8weeks.No dose-limiting toxicities were encountered. The most common toxicity was pruritus. Of the 19 evaluable patients, five (26.3%; 95% CI: 9.1-51.2%) achieved a confirmed partial response. Twelve of 14 patients with quantifiable HCV experienced a marked reduction in viral load. Six-week tumor biopsies showed a clear increase in CD8+ T cells in patients showing a clinical benefit only. Six and 12-month probabilities of tumor progression free survival for this refractory HCC population were 57.1% and 33.1% respectively, with median time to tumor progression of 7.4months (95% CI 4.7 to 19.4months). Median overall survival was 12.3months (95% CI 9.3 to 15.4months).Tremelimumab in combination with tumor ablation is a potential new treatment for patients with advanced HCC, and leads to the accumulation of intratumoral CD8+ T cells. Positive clinical activity was seen, with a possible surrogate reduction in HCV viral load.Studies have shown that the killing of tumors by direct methods (known as ablation) can result in the immune system being activated or switched on. The immune system could potentially also recognize and kill the cancer that is left behind. There are new drugs available known as immune checkpoint inhibitors which could enhance this effect. Here, we test one of these drugs (tremelimumab) together with ablation.ClinicalTrials.gov: NCT01853618.