Tolerance to self-antigens prevents the elimination of cancer by the immune system1,2. We used synthetic chimeric antigen receptors (CARs) to overcome immunological tolerance and mediate tumor rejection in patients with chronic lymphocytic leukemia (CLL). Remission was induced in a subset of subjects, but most did not respond. Comprehensive assessment of patient-derived CAR T cells to identify mechanisms of therapeutic success and failure has not been explored. We performed genomic, phenotypic and functional evaluations to identify determinants of response. Transcriptomic profiling revealed that CAR T cells from complete-responding patients with CLL were enriched in memory-related genes, including IL-6/STAT3 signatures, whereas T cells from nonresponders upregulated programs involved in effector differentiation, glycolysis, exhaustion and apoptosis. Sustained remission was associated with an elevated frequency of CD27+CD45RO–CD8+ T cells before CAR T cell generation, and these lymphocytes possessed memory-like characteristics. Highly functional CAR T cells from patients produced STAT3-related cytokines, and serum IL-6 correlated with CAR T cell expansion. IL-6/STAT3 blockade diminished CAR T cell proliferation. Furthermore, a mechanistically relevant population of CD27+PD-1–CD8+ CAR T cells expressing high levels of the IL-6 receptor predicts therapeutic response and is responsible for tumor control. These findings uncover new features of CAR T cell biology and underscore the potential of using pretreatment biomarkers of response to advance immunotherapies. An IL-6/STAT3 signature and memory CD8 T cell subset in preinfusion chimeric antigen receptor–expressing T cells associate with response in patients with high-risk chronic lymphocytic leukemia.

Abstract Chimeric antigen receptor (CAR)–modified T cells with anti-CD19 specificity are a highly effective novel immune therapy for relapsed/refractory acute lymphoblastic leukemia. Cytokine release syndrome (CRS) is the most significant and life-threatening toxicity. To improve understanding of CRS, we measured cytokines and clinical biomarkers in 51 CTL019-treated patients. Peak levels of 24 cytokines, including IFNγ, IL6, sgp130, and sIL6R, in the first month after infusion were highly associated with severe CRS. Using regression modeling, we could accurately predict which patients would develop severe CRS with a signature composed of three cytokines. Results were validated in an independent cohort. Changes in serum biochemical markers, including C-reactive protein and ferritin, were associated with CRS but failed to predict development of severe CRS. These comprehensive profiling data provide novel insights into CRS biology and, importantly, represent the first data that can accurately predict which patients have a high probability of becoming critically ill. Significance: CRS is the most common severe toxicity seen after CAR T-cell treatment. We developed models that can accurately predict which patients are likely to develop severe CRS before they become critically ill, which improves understanding of CRS biology and may guide future cytokine-directed therapy. Cancer Discov; 6(6); 664–79. ©2016 AACR. See related commentary by Rouce and Heslop, p. 579. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 561

Target-mediated toxicity is a major limitation in the development of chimeric antigen T-cell receptors (CAR) for adoptive cell therapy of solid tumors. In this study, we developed a strategy to adjust the affinities of the scFv component of CAR to discriminate tumors overexpressing the target from normal tissues that express it at physiologic levels. A CAR-expressing T-cell panel was generated with target antigen affinities varying over three orders of magnitude. High-affinity cells recognized target expressed at any level, including at levels in normal cells that were undetectable by flow cytometry. Affinity-tuned cells exhibited robust antitumor efficacy similar to high-affinity cells, but spared normal cells expressing physiologic target levels. The use of affinity-tuned scFvs offers a strategy to empower wider use of CAR T cells against validated targets widely overexpressed on solid tumors, including those considered undruggable by this approach.

Abstract The purpose of this study was to gather data on the efficacy of a newly developed psychosocial group intervention for cancer patients, called mindfulness‐based art therapy (MBAT). One hundred and eleven women with a variety of cancer diagnoses were paired by age and randomized to either an eight‐week MBAT intervention group or a wait‐list control group. Ninety‐three participants (84%) completed both the pre‐ and post‐study measurements. As compared to the control group, the MBAT group demonstrated a significant decrease in symptoms of distress (as measured by the Symptoms Checklist‐90‐Revised) and significant improvements in key aspects of health‐related quality of life (as measured by the Medical Outcomes Study Short‐Form Health Survey). This investigation of MBAT provides initial encouraging data that support a possible future role for the intervention as a psychosocial treatment option for cancer patients. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.

Purpose Salvage options for recurrent high-grade gliomas (HGGs) are limited by cumulative toxicity and limited efficacy despite advances in chemotherapeutic and radiotherapeutic techniques. Previous studies have reported encouraging survival results and favorable toxicity with fractionated stereotactic radiotherapy, and small studies have shown similar benefit using a shortened course of hypofractionated stereotactic radiation therapy (H-SRT). We sought to determine the efficacy and toxicity profile of H-SRT alone or in addition to repeat craniotomy or concomitant chemotherapy. Patients and Methods Between 1994 and 2008, 147 patients with recurrent HGG were treated with H-SRT (median dose, 35 Gy in 3.5-Gy fractions). Cox regression models were used to analyze survival outcomes. Variables included age, surgery before H-SRT, time to first recurrence, reirradiation dose, inclusion of chemotherapy with H-SRT, and gross tumor volume (GTV). Results Younger age (P = .001), smaller GTV (P = .025), and shorter time between diagnosis and recurrence (P = .034) were associated with improvement in survival from H-SRT. Doses of radiation ≥ 35 Gy approached significance (P = .07). There was no significant benefit of surgical resection or chemotherapy in this population when analysis was controlled for other prognostic factors. Conclusion H-SRT was well tolerated and resulted in a median survival time of 11 months after H-SRT, independent of re-operation or concomitant chemotherapy. Patients who experienced recurrence within 6 months after initial treatment had an excellent response and should not be disqualified from H-SRT. This is the largest series to examine the efficacy and tolerability of H-SRT in recurrent HGG.

The anti-CD19 chimeric antigen receptor T-cell therapy tisagenlecleucel (CTL019) has an 81% response rate in children with relapsed or chemotherapy refractory (r/r) B-cell acute lymphoblastic leukemia (ALL). Cytokine release syndrome (CRS) is a life-threatening treatment-related toxicity that limits the full therapeutic potential in adults. We report outcomes for adults with r/r ALL treated with an optimized CTL019 dosing and CRS management strategy.