- 著者: Tolcher AW, Sznol M, Hu-Lieskovan S, Papadopoulos KP, Patnaik A, Rasco DW, Di Gravio D, Huang B, Gambhire D, Chen Y, Thall AD, Pathan N, Schmidt EV, Chow LQM
- Corresponding author: Anthony W. Tolcher (START Center for Cancer Care, San Antonio, TX)
- 雑誌: Clinical Cancer Research
- 発行年: 2017
- Epub日: 2017-06-20
- Article種別: Original Article
- PMID: 28634283
背景
免疫チェックポイント阻害薬、特にPD-1経路を標的とする抗体は、悪性黒色腫、非小細胞肺癌 (NSCLC)、腎細胞癌 (RCC)、頭頸部扁平上皮癌 (HNSCC) など、様々な進行固形悪性腫瘍の治療パラダイムを大きく変革し、持続的な奏効と生存期間の改善をもたらしている。抗PD-1モノクローナル抗体であるpembrolizumab (MK-3475) の単剤療法は、進行悪性黒色腫、NSCLC、HNSCC患者において有効性と良好な安全性プロファイルを示し、他の固形腫瘍患者においても有望な臨床活性が報告されている Robert et al. NEnglJMed 2015、Garon et al. NEnglJMed 2015。しかし、PD-1チェックポイント阻害薬の恩恵を受ける患者は依然として少数であり、多くの患者は奏効しないか、短期間の奏効後に病勢が進行し、最終的に疾患により死亡する。このため、単剤療法として、あるいはPD-1チェックポイント阻害薬や他の免疫療法薬との併用療法として、抗腫瘍免疫機能を制御する重要な標的を調節する新規生物学的製剤を特定し、抗腫瘍奏効の割合と持続性を高め、臨床的寛解を誘導し、最終的に生存期間を改善するための多大な努力が払われている。
4-1BB (CD137) はT細胞受容体活性化によって誘導される共刺激分子であり、T細胞の生存、増殖、細胞傷害活性の増強、およびサイトカイン産生を促進する。4-1BBアゴニスト抗体はマウスモデルで強力な抗腫瘍効果を示すことが知られている。しかし、早期臨床試験で使用されたurelumab (抗4-1BB IgG4抗体) は、用量制限的な免疫関連肝毒性 (AST/ALT上昇) が問題となっていた。
Utomilumab (PF-05082566) は、新たに開発された完全ヒト化IgG2モノクローナル抗体であり、高親和性で4-1BB/CD137に結合し、T細胞増殖、サイトカイン産生、抗腫瘍増殖活性を増強する。IgG2アイソタイプの採用により、urelumabで問題となったFcR介在性肝毒性の軽減が期待された。ヒト末梢血リンパ球-SCIDマウス異種移植モデルでの前臨床データでは、utomilumabがT細胞機能を高め、抗腫瘍活性を促進することが確認されている。
PD-1遮断と4-1BB刺激の組み合わせには、相加的または相乗的な免疫活性化が期待される。4-1BBアゴニストによるT細胞活性化とIFN-γ産生はPD-L1の発現を誘導し、その誘導されたPD-L1がT細胞機能を抑制するフィードバックループが生じるが、PD-1遮断によりこの抑制を解除できるという概念的根拠がある。実際に前臨床固形腫瘍モデルでは、4-1BB/CD137アゴニストとPD-1/PD-L1拮抗薬の組み合わせが相加的または相乗的な抗腫瘍活性を示すことが複数の研究で確認されている Brahmer et al. JClinOncol 2010、Larkin et al. NEnglJMed 2015。腫瘍浸潤リンパ球 (TIL) や末梢血ではPD-1とCD137の共発現が報告されており、両分子の相互作用を標的とすることの合理性が支持されている。
単剤utomilumabの第I相試験 (NCT01307267) では、最大10 mg/kgまでDLTなしで忍容可能であり、rituximabとの併用 (CD20+非ホジキンリンパ腫対象) でも良好な安全性が示されていた。これらの結果を踏まえ、utomilumabとpembrolizumabの併用Phase Ib試験が計画された。しかし、この組み合わせの安全性、忍容性、薬物動態、薬力学的特性、および抗腫瘍活性に関する臨床データは未解明であり、最適な用量設定や臨床的意義を確立するための情報が不足していた。本研究は、この知識ギャップを埋めることを目的としている。
目的
本第Ib相試験の主要目的は、進行固形腫瘍患者において、4-1BB/CD137アゴニストであるutomilumabとPD-1阻害薬であるpembrolizumabの併用療法における最大耐用量 (MTD) を推定し、推奨Phase II用量 (RP2D) を決定することであった。主要評価項目は、最初の2治療サイクル (6週間) 中に発生する用量制限毒性 (DLT) であった。
副次的評価項目には、以下の項目が含まれた。
- 全体的な安全性および忍容性プロファイルの評価。
- 両モノクローナル抗体 (mAb) の薬物動態 (PK) パラメータの評価。
- 抗薬物抗体 (ADA) レベルの測定。
- RECIST v1.1に基づく客観的腫瘍奏効の評価。
さらに、探索的評価項目として、末梢血バイオマーカー (例: 活性化T細胞サブセットの割合やIFN-γレベル) の変化が評価された。これらの目的を通じて、本併用療法の臨床的有用性とメカニズム的理解を深めることを目指した。
結果
DLTおよびMTD: 全4コホート (utomilumab 0.45-5.0 mg/kg＋pembrolizumab 2 mg/kg) の23例において、用量制限毒性 (DLT) は1例も認められなかった。TITE-CRMデザインに基づき、最大耐用量 (MTD) はutomilumab 5.0 mg/kg/3週以上と推定された。治療関連のGrade 3-4有害事象は、Grade 3の副腎不全 (1例、3.6 mg/kgコホート) とGrade 3の低カリウム血症 (1例、5.0 mg/kgコホート) の2例のみであった。治療中止に至った治療関連有害事象は0例であり、Grade 5の治療関連有害事象も観察されなかった。この結果は、本併用療法の良好な忍容性を示唆している。
安全性・毒性プロファイル: 最も頻繁に報告された治療関連有害事象 (全Grade) は、疲労 (34.8%)、発疹 (34.8%)、そう痒 (21.7%) であり、発熱、食欲低下、口腔乾燥、皮膚乾燥、悪心はそれぞれ13.0%であった。これらの事象はほとんどがGrade 1-2であった。全causality・全Gradeの治療出現有害事象で頻度15%以上の事象は、疲労 (43.5%、Grade 3-4は1例のみ)、発疹 (43.5%)、咳嗽 (34.8%)、食欲低下 (30.4%)、悪心 (30.4%)、便秘 (26.1%)、そう痒 (26.1%)、発熱 (21.7%)、嘔吐 (21.7%)、貧血 (17.4%)、消化不良 (17.4%)、上気道感染 (17.4%) であった (Table 2)。Grade 3-4有害事象で複数例 (>2例) に認められたものは、貧血と低ナトリウム血症 (それぞれ3例、13%) であった。urelumabで懸念された肝毒性は、本試験では認められなかった。7例が死亡したが、全例が疾患進行によるものであり、治療関連死は0例であった。投与サイクル数は2-28サイクル (中央値: 6サイクル) であり、治療持続期間中央値は19.4週 (範囲: 6.0-86.9週) であった。
抗腫瘍効果: 23例中6例 (26.1%、95% CI 10.2-48.4%) が確認された完全奏効 (CR) または部分奏効 (PR) を達成した (Table 3)。CRは2例 (8.7%) で、小細胞肺癌 (SCLC、5.0 mg/kg) と腎細胞癌 (RCC、1.8 mg/kg) の患者で観察された (Figure 1A)。PRは4例 (17.4%) で、未分化甲状腺癌 (3.6 mg/kg)、非小細胞肺癌 (NSCLC、0.45 mg/kg)、頭頸部扁平上皮癌 (HNSCC、5.0 mg/kg)、および腎細胞癌 (RCC、0.45 mg/kg) の患者で認められた。奏効までの期間中央値は3.5か月 (範囲: 1.7-6.2か月) であった。6例の奏効例のうち5例 (83.3%) で奏効が6か月以上持続した (Figure 1B)。奏効期間中央値は未到達 (95% CI 5.1か月-NE) であった。奏効を達成した6例のうち、抗PD-1または抗PD-L1の既治療例は0例であった。奏効は広範な用量域 (0.45-5.0 mg/kg) にわたって観察された。安定 (SD) は10例 (43.5%) で達成され、うち5例はSDが4か月以上継続した。病勢進行は7例 (30.4%) であった。SCLC患者のCTスキャン画像では病変の著明な消失が確認された (Figure 2A)。
薬物動態 (PK) および免疫原性: UtomilumabのCmaxは、0.45 mg/kgで7.63 μg/mLから5.0 mg/kgで92.6 μg/mLまで用量依存的に増加した。AUCt (Area Under the Concentration-Time Curve over the Dosing Interval) も同様に、0.45 mg/kgで1,093 μgh/mLから5.0 mg/kgで10,480 μgh/mLまで用量依存的に増加した。Utomilumab単剤試験 (NCT01307267) のデータと比較して、pembrolizumabとの併用によるutomilumabのPK変化は認められなかった。同様に、pembrolizumabのPKも単剤既存データと同等であり、薬物間相互作用は観察されなかった。 免疫原性に関しては、23例中17例 (73.9%) で少なくとも1時点でutomilumabに対するADAが陽性であった (ベースラインADA陽性2例は交差反応性抗体と推定)。治療誘発性ADAは15例 (65.2%) で認められ、中央値発現期間は42日であった。ADA中和抗体は7例 (30.4%) で検出された。Pembrolizumabに対するADAは0例であった。重要なことに、ADA陽性例と陰性例で奏効率はほぼ同等 (26.7% vs 25.0%) であり、ADAは有効性や安全性に大きな影響を与えなかった。
薬力学的解析: サイトカイン解析では、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p70、TNF-α以外のサイトカインでは有意な変化は認められなかった。これは観察された安全性プロファイルと一致する。IFN-γは、サイクル5の投与1日後6時間および24時間時点で、奏効例が非奏効例と比較して高い傾向が認められた (有意差なし、傾向) (Figure 3A)。 リンパ球サブセット解析では、utomilumabおよびpembrolizumabの投与量とリンパ球分画 (CD4、CD8、FoxP3、granzyme B、CD56、Ki-67) の間に有意な関係は認められなかった。しかし、奏効例では非奏効例と比較して、活性化型CD8+T細胞 [CD8+/CD45RA- (CD3+)]、記憶型CD8+T細胞 [CD45RA-/(CD3+/CD8+)]、およびエフェクター記憶型CD8+T細胞 [CD45RA-/CCR7- (CD3+/CD8+)] のいずれも高い割合を示す傾向が認められた (Figure 3B)。これらの発見は、前臨床モデルの結果 (4-1BB+PD-1遮断がエフェクター/記憶型CD8+T細胞を増加させ抗腫瘍免疫を増強) と一致するものであった。
考察/結論
本Phase Ib試験は、4-1BB/CD137アゴニストであるutomilumabとPD-1遮断薬であるpembrolizumabの併用療法を臨床的に評価した初の研究であり、その安全性、忍容性、薬物動態、薬力学的特性、および抗腫瘍活性に関する重要な知見を提供した。
安全性プロファイルと先行研究との違い: 本併用療法は、評価された用量において良好な安全性プロファイルと忍容性を示した。特に、urelumabで問題となった肝毒性がutomilumabでは認められなかった点が特筆される。これは、IgG2アイソタイプの採用 (IgG4のurelumabと対比) によるFcR介在性肝毒性の軽減に寄与した可能性がある。治療関連DLTゼロ、肝毒性ゼロ、治療関連死ゼロという結果は、本組み合わせの安全性を強く支持する。Grade 3の副腎不全はpembrolizumab単剤療法でも稀に報告されており Torino et al. Curr Opin Oncol 2016、本併用療法に特異的な毒性ではないと考えられる。この点は、これまでのPD-1阻害薬単独療法で観察された安全性プロファイルと大きく異なり、4-1BBアゴニストの併用が重篤な毒性を増強しないことを示唆する。しかし、本試験の患者数23例は、組み合わせの安全性を最終的に確立するには不十分であり、さらなる検討が必要である。
新規性: 本研究で初めて、utomilumabとpembrolizumabの併用療法が進行固形腫瘍患者において有望な抗腫瘍活性を示すことを実証した。26.1%の客観的奏効率 (ORR) と奏効期間中央値未到達という結果は、単剤のPD-1阻害薬の奏効率 (悪性黒色腫で約30%、NSCLCで18-45%) と比較しても有望である。特に、SCLC (CR) や未分化甲状腺癌 (PR) など、予後不良で治療選択肢が乏しい癌腫での奏効は注目に値する。これらの癌腫における奏効は、本併用療法の新規な治療選択肢としての可能性を示唆する。
臨床応用: 本知見は、PD-1阻害薬単独では奏効が得られにくい患者群や、より深い奏効が求められる患者群において、utomilumabとの併用が臨床応用される可能性を示唆する。SCLCや未分化甲状腺癌といった難治性癌種での奏効は、これらの患者に対する新たな治療戦略の開発に繋がる臨床的意義を持つ。薬物動態解析では、utomilumabとpembrolizumabの間で薬物間相互作用が認められなかったことから、両薬剤が独立した経路で代謝される生物学的製剤であるという概念と一致し、臨床現場での併用投与の合理性を裏付けている。
残された課題: 本試験は用量漸増デザインであり、患者数が少ないため、utomilumabの上乗せ効果を定量的に評価するには無作為化比較試験が必要である。また、薬力学的解析で観察された奏効例における高IFN-γレベルおよび活性化/記憶型CD8+T細胞の増加傾向は、前臨床モデルと一致するものの、探索的解析であり統計学的検出力を持たない。今後の検討課題として、最適なバイオマーカー (PD-L1発現、腫瘍変異負荷 (TMB)、4-1BB発現、T細胞サブセットなど) の同定と、奏効を予測する免疫プロファイルの確立が求められる。これらのバイオマーカーは、治療効果を予測し、適切な患者選択を行う上で不可欠である。さらに、本試験では抗薬物抗体 (ADA) の発生が70%以上と高頻度であったが、ADAの有無が有効性や安全性に影響を与えなかったことは興味深い。しかし、ADAが長期的な治療効果や免疫応答に与える影響については、さらなる研究が必要である。 本試験の推奨Phase II用量は、utomilumab 5.0 mg/kg＋pembrolizumab 200 mg (固定用量) を3週毎と設定された。後続の試験として、utomilumabと抗PD-L1抗体avelumabの併用 (NCT02554812, JAVELIN Medley)、OX40アゴニストPF-04518600との組み合わせ (NCT02315066)、およびCCR4標的抗体mogamulizumabとの組み合わせ (NCT02444793) が計画されている。本試験は、4-1BB刺激とPD-1遮断の組み合わせ戦略の臨床的概念実証として先駆的な役割を果たした。
方法
試験デザイン: 本試験は、Phase Ib、非盲検、多施設共同、用量漸増試験 (B1641003/KEYNOTE-0036、NCT02179918) として実施された。Pfizer Inc.とMerck & Co., Inc.が共同でスポンサーを務めた。試験は、参加施設の治験審査委員会または独立倫理委員会によって承認され、ヘルシンキ宣言およびICH-GCPガイドラインに従って実施された。全患者からインフォームドコンセントが取得された。
治療プロトコル: 患者にはutomilumabとpembrolizumab 2 mg/kg (30分間の静脈内投与) が21日サイクルの初日に併用投与された。Utomilumabの開始用量は0.45 mg/kg (1時間の静脈内投与) であり、その後、0.9 mg/kg、1.8 mg/kg、3.6 mg/kg、5.0 mg/kgへと用量漸増が行われた。開始用量で過剰な毒性が認められた場合、次のコホートでは0.2 mg/kgへの減量も事前に定義されていた。患者内での用量漸増は許可されなかった。最大32サイクルまで治療が計画され、病勢進行、患者の離脱、許容できない毒性、または試験の早期中止まで継続された。臨床的に安定している患者は、病勢進行が4週間後に確認されるまで、または治験薬の継続に同意し、再画像診断でさらなる進行がなく、治験責任医師の判断で臨床的利益が得られていると判断された場合、治療を継続することができた。確認された完全奏効 (CR) を達成した患者は、最初のCR宣言後2サイクル以上治療を受け、かつ24週間以上治療を受けている場合、早期治療中止が検討された。
用量漸増デザイン: 用量漸増は、時間-事象連続再評価法 (TITE-CRM) に基づくベイジアンモデルベースのデザインを用いて実施された。DLT評価期間は最初の2サイクル (6週間) とされた。MTDは、DLT発生率が25%未満の最大併用用量と定義された。最大45例の患者が登録されるか、推定MTDで9例の評価可能患者が治療された後、または全ての用量で過剰な毒性が示されMTDが決定できない場合に、用量漸増は中止された。
患者適格基準: 18歳以上の患者が対象とされた。組織学的または細胞学的に診断された進行/転移性固形悪性腫瘍を有し、標準治療後に進行したか、または標準治療が存在しない患者が組み入れられた。RECIST v1.1で測定可能病変を有し、ECOG Performance Statusが0-1であり、主要臓器機能が正常であることが求められた。除外基準には、活動性脳転移、全身性ステロイド療法またはその他の免疫抑制療法の中止ができない患者 (登録前14日以内)、化学療法、成長因子、治験薬、または大手術を28日以内、生ワクチンを30日以内、抗体療法を60日以内に受けた患者が含まれた。抗PD-1/PD-L1または他の免疫刺激性モノクローナル抗体による前治療歴は許容された。活動性自己免疫疾患または全身性ステロイドや免疫抑制剤を必要とする自己免疫疾患の既往、以前の免疫療法に関連する毒性の既往、他のモノクローナル抗体治療に対する重度の過敏症反応の既往、またはutomilumabまたはpembrolizumabに対するADA陽性である患者は除外された。
評価項目:
- 安全性: NCI CTCAE v4.03に基づき、有害事象のタイプ、頻度、治験薬との関連性、および重症度が評価された。DLTは、最初の2サイクル中に発生し、治験薬に起因すると判断された特定の血液学的および非血液学的有害事象と定義された。
- 腫瘍奏効: RECIST v1.1に基づき、CTまたはMRIによる画像評価がベースライン、初回投与9週後、その後6週ごと、病勢進行が疑われた場合、および治療終了/中止時に実施された。
- 薬物動態 (PK): Utomilumabおよびpembrolizumabの血清サンプルが複数時点で採取され、バリデートされた分析法を用いて濃度が定量された。Cmax、tmax、AUCなどの標準的なPKパラメータがノンコンパートメント解析を用いて推定された。
- 免疫原性: Utomilumabおよびpembrolizumabに対する抗薬物抗体 (ADA) が、サイクル1、3、5、7、その後2サイクルごと、および治療終了時に測定された。ADA陽性サンプルは中和抗体の存在についても評価された。
- 薬力学的評価およびバイオマーカー解析: 血清サイトカイン (IFN-γ、IL-1β、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、IL-12p70、TNF-α) が複数時点で測定された。末梢血リンパ球サブセット (CD4、CD8、FoxP3、granzyme B、CD56、Ki-67など) は、フローサイトメトリーにより解析された。
統計解析: TITE-CRM (Time-to-Event Continual Reassessment Method) デザインが、サイクリック適応重み付け関数を用いて実装された。信頼性の高いMTD推定を達成するため、用量漸増コホートのサンプルサイズは最大45例に設定され、早期中止ルールが適用された。RECIST v1.1に基づく客観的奏効率は、Clopper-Pearson法を用いて正確な両側95%信頼区間 (CI) とともに要約された。PKパラメータは記述統計量で要約された。バイオマーカーの評価項目については、ベースラインおよび治療後のバイオマーカー測定値 (例: CD3+T細胞の割合) の平均、標準偏差 (SD)、中央値、最小/最大レベルが決定され、ベースラインからの変化率が算出された。