Purpose Programmed death-1 (PD-1), a coinhibitory immune signal receptor expressed in T cells, binds to PD-1 ligand and regulates antitumor immunity. Nivolumab is an anti–PD-1 antibody that blocks PD-1 signaling. We assessed the safety and antitumor activity of nivolumab in patients with platinum-resistant ovarian cancer. Patients and Methods Twenty patients with platinum-resistant ovarian cancer were treated with an intravenous infusion of nivolumab every 2 weeks at a dose of 1 or 3 mg/kg (constituting two 10-patient cohorts) from October 21, 2011. This phase II trial defined the primary end point as the best overall response. Patients received up to six cycles (four doses per cycle) of nivolumab treatment or received doses until disease progression occurred. Twenty nivolumab-treated patients were evaluated at the end of the trial on December 7, 2014. Results Grade 3 or 4 treatment-related adverse events occurred in eight (40%) of 20 patients. Two patients had severe adverse events. In the 20 patients in whom responses could be evaluated, the best overall response was 15%, which included two patients who had a durable complete response (in the 3-mg/kg cohort). The disease control rate in all 20 patients was 45%. The median progression-free survival time was 3.5 months (95% CI, 1.7 to 3.9 months), and the median overall survival time was 20.0 months (95% CI, 7.0 months to not reached) at study termination. Conclusion This study, to our knowledge, is the first to explore the effects of nivolumab against ovarian cancer. The encouraging safety and clinical efficacy of nivolumab in patients with platinum-resistant ovarian cancer indicate the merit of additional large-scale investigations (UMIN Clinical Trials Registry UMIN000005714).

Programmed cell death-1 (PD-1) is an inhibitory coreceptor for T lymphocytes that provides feedback inhibition of T cell activation. Although PD-1's expression on T cells is known to be activation dependent, the factors that determine the timing, intensity, and duration of PD-1 expression in immune reactions are not fully understood. To address this question, we performed a fine mapping analysis of a conserved 5'-flanking region of the PD-1 gene and identified a putative IFN stimulation response element, which was responsible for PD-1 transcription in the 2B4.11 T cell line. Consistent with this finding, activation by IFN-α enhanced both the induction and maintenance of PD-1 expression on TCR-engaged primary mouse T cells through an association IFN-responsive factor 9 (IRF9) to the IFN stimulation response element. Furthermore, PD-1 expression on Ag-specific CD8(+) T cells was augmented by IFN-α in vivo. We propose that strong innate inflammatory responses promote primary T cell activation and their differentiation into effector cells, but also cause an attenuated T cell response in sustained immune reactions, at least partially through type I IFN-mediated PD-1 transcription. Based on this idea, we demonstrate that IFN-α administration in combination with PD-1 blockade in tumor-bearing mice effectively augments the antitumor immunity, and we propose this as a novel and rational approach for cancer immunotherapy.

Programmed cell death 1 (PD-1) is highly expressed on exhausted T cells and inhibits T cell activation. Antibodies that block the interaction between PD-1 and its ligand prevent this inhibitory signal and reverse T cell dysfunction, providing beneficial anti-tumor responses in a substantial number of patients. Mechanisms for the induction and maintenance of high PD-1 expression on exhausted T cells have not been fully understood. Utilizing a genome-wide loss-of-function screening method based on the CRISPR-Cas9 system, we identified genes involved in the core fucosylation pathway as positive regulators of cell-surface PD-1 expression. Inhibition of Fut8, a core fucosyltransferase, by genetic ablation or pharmacologic inhibition reduced cell-surface expression of PD-1 and enhanced T cell activation, leading to more efficient tumor eradication. Taken together, our findings suggest that blocking core fucosylation of PD-1 can be a promising strategy for improving anti-tumor immune responses.