PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques

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ANNPAT-1171; No. of Pages 18 Annales de pathologie (2017) xxx, xxx—xxx

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MISE AU POINT

Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques Efficacy of PD-1/PD-L1 immune checkpoint inhibitors and PD-L1 testing in thoracic cancers Michaël Duruisseaux a, Isabelle Rouquette b, Julien Adam c, Alexis Cortot d, Aurélie Cazes e, Laure Gibault f, Diane Damotte g, Sylvie Lantuejoul h,∗ a

Unité d’oncologie thoracique, clinique de pneumologie, centre hospitalier universitaire Grenoble-Alpes, 38043 Grenoble, France b Service d’anatomie et cytologie pathologiques, pôle IUC oncopole CHU, institut universitaire du cancer de Toulouse—oncopole, 31100 Toulouse, France c Département de biologie et pathologie médicales, Gustave-Roussy, 94800 Villejuif, France d Service de pneumologie et oncologie thoracique, CHRU de Lille, University Lille, Siric-OncoLille, 59000 Lille, France e Département de pathologie, hôpital Bichat, HUPNVS, Assistance publique—Hôpitaux de Paris, 75018 Paris, France f Service d’anatomie pathologique, hôpital européen Georges-Pompidou, 75015 Paris, France g Service de pathologie, hôpital Cochin, AP—HP, université Paris-Descartes, 75014 Paris, France h Département de biopathologie, MESOPATH, centre de lutte contre le cancer Léon-Bérard, 28, rue Laennec, 69008 Lyon, France Accepté pour publication le 7 d´ ecembre 2016

MOTS CLÉS PD1 ; PD-L1 ; Cancer thoracique ; Réponse immune ; Test PD-L1 ; Immunohistochimie

∗

Résumé L’environnement immunitaire tumoral est une composante majeure des cancers. Sa composition et son organisation représentent une caractéristique reproductible des tumeurs et un paramètre pronostique validé. Dans le cancer du poumon non à petites cellules (CBNPC), la densité lymphocytaire T CD8+ cytotoxique, associé à un environnement Th1 et aux structures lymphoïdes tertiaires influence la survie. L’interaction cellule tumorale-cellule immunitaire est ciblée par les anti-PD1/PD-L1. Dans les CBNPC avancés, les anti-PD-1/PD-L1 sont plus efficaces que la chimiothérapie de deuxième ligne. Le pembrolizumab est supérieur à la chimiothérapie de première ligne dans les CBNPC PD-L1 fortement positifs. Les anti-PD-1/PD-L1 sont testés

Auteur correspondant. Adresse e-mail : [email protected] (S. Lantuejoul).

http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009 0242-6498/© 2016 Elsevier Masson SAS. Tous droits r´ eserv´ es.

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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M. Duruisseaux et al. actuellement dans les mésothéliomes et les tumeurs thymiques. L’expression de PD-L1 évaluée par immunohistochimie est le biomarqueur prédictif d’efficacité des anti-PD1/PD-L1 le plus étudié. L’expression de PD-L1 par les cellules tumorales et immunitaires reste complexe à appréhender car hétérogène dans une même tumeur et modulée par le micro-environnement. Quatre anticorps diagnostiques commerciaux sont développés, se distinguant par les épitopes reconnus, la méthode d’évaluation, le seuil de positivité, les kits et automates utilisés. Les essais cliniques dans les CBNPC montrent que les patients avec une tumeur exprimant fortement PD-L1 tirent le plus grand bénéfice d’un anti-PD-1/PD-L1 et ceux n’exprimant pas PD-L1 en bénéficient moins. C’est un biomarqueur imparfait puisque certains CBNPC PD-L1 négatifs répondent et certains CBNPC PD-L1 positifs ne répondent pas. Le testing PD-L1 sera probablement utilisé en routine pour sélectionner les CBNPC avancés à traiter en première ligne par pembrolizumab, soulignant l’importance des travaux en cours harmonisant l’usage des différents anticorps. © 2016 Elsevier Masson SAS. Tous droits r´ eserv´ es.

KEYWORDS PD1; PD-L1; Thoracic cancer; Immune checkpoint; PD-L1 testing; Immunohistochemistry

Summary Tumoral immune environment is a major component of cancer. Its composition and its organization represent a reproducible characteristic of tumors and a validated prognostic factor. In non-small cell lung cancer (NSCLC), cytotoxic T CD8+ lymphocyte density, associated with a Th1 environment and tertiary lymphoid structures impacts survival. Tumor cell-immune cell interaction is targeted by PD1/PD-L1 inhibitors. In advanced NSCLC, PD1/PD-L1 inhibitors are more effective than second-line chemotherapy. Pembrolizumab outperforms first-line chemotherapy in NSCLC strongly positive for PD-L1. PD1/PD-L1 inhibitors are currently tested in mesothelioma and thymic tumors. PD-L1 expression evaluated with immunochemistry is the most studied predictive biomarker of PD1/PD-L1 inhibitor efficacy. Tumor and immune cell expression of PD-L1 is still difficult to evaluate because of intra-tumoral heterogeneity and expression modulation by the microenvironment. Four commercial diagnostic antibodies are in development, with differences concerning recognized epitopes, methodology of evaluation of PD-L1 expression, positivity threshold, kit and platforms used. Clinical trials in NSCLC have shown that patients with tumors strongly positive for PD-L1 derived the best clinical benefit with PD1/PD-L1 inhibitors whereas clinical benefit is less common in tumors negative for PD-L1. PD-L1 expression is not a perfect biomarker since some PD-L1 negative NSCLC respond to PD1/PD-L1 inhibitors and some PD-L1 positive NSCLC do not. PD-L1 testing is likely to be implemented in daily practice for selection of advanced NSCLC that will be treated with pembrolizumab, underscoring the relevance of ongoing harmonization studies of the use of the different antibodies available for PD-L1 testing. © 2016 Elsevier Masson SAS. All rights reserved.

Introduction Les tumeurs sont constituées d’un compartiment de cellules cancéreuses et d’un compartiment non tumoral associant des cellules immunitaires, des fibroblastes, des cellules nerveuses et des cellules endothéliales. La croissance et la diffusion tumorale sont les conséquences d’une interaction entre la cellule cancéreuse et les cellules non tumorales de son environnement. Les thérapies conventionnelles ciblent les cellules tumorales en cycle avec un effet sur l’environnement qui est notable mais hétérogène (fibrose, nécrose, dégénérescence élastigène, modification de la paroi des vaisseaux). Les immunothérapies concernent plus particulièrement les cellules immunitaires de l’environnement tumoral et notamment l’interaction entre les cellules tumorales et immunitaires. Il a été démontré que l’environnement immunitaire des tumeurs solides était une composante majeure dans l’évolution tumorale avec un effet antitumoral reflété par la valeur pronostique de la densité de certaines cellules immunes notamment celles de l’immunité adaptative. Dans le CBNPC, la densité de lymphocytes T CD8+ et l’organisation en structures

lymphoïdes tertiaires (TLS) de la réponse immunitaire est l’un des marqueurs pronostiques les plus robustes indépendamment du stade de la maladie et cela témoigne d’une reconnaissance antigénique par les lymphocytes T CD8+ qui ont été recrutés et activés dans les TLS et dans les ganglions drainants la tumeur [1,2]. La fonctionnalité des lymphocytes T CD8+ peut être inhibée par différents mécanismes comme le recrutement de lymphocytes Treg , la baisse ou l’absence d’expression des molécules du CMH de classe I ou l’engagement du récepteur programmed cell death protein 1 (PD-1 ou PDCD1) à la surface du lymphocyte et de son ligand PD-L1 à la surface de la cellule tumorale. L’interaction PD1/PD-L1 est un des mécanismes d’échappement tumoral qui détourne ainsi un processus physiologique permettant de limiter la réponse immunitaire dans le temps et d’éviter une inflammation délétère. PD-1 est une molécule de costimulation exprimée par les lymphocytes T activés et lorsqu’il est engagé avec son ligand, le PD1 ligand ou PD-L1 (également désigné CD274 ou B7-H1), il est à l’origine d’un signal inhibiteur inhibant transitoirement ou définitivement les capacités cytotoxiques des

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 lymphocytes T et pouvant induire leur apoptose [3—5]. De fait, l’expression de PD-1 par une cellule immunitaire peut témoigner de son état activé ou épuisé (« exhausté ») selon l’environnement tumoral. PD-L1 peut être exprimé par les cellules du stroma, mais aussi par les cellules tumorales qui exploitent ainsi les propriétés immunosuppressives du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 afin d’échapper à la surveillance immunitaire [4]. C’est dans ce contexte que sont actuellement développés les inhibiteurs du checkpoint immunitaire (« point de contrôle ») PD-1/PD-L1 dans les cancers thoraciques. Le ciblage de PD-1/PD-L1 repose sur l’utilisation de molécules levant l’interaction entre PD-1/PD-L1 et réactivant la supposée réponse immunitaire antitumorale préexistante. Il s’agit d’anticorps monoclonaux administrés par voie intraveineuse qui ciblent soit PD-1 (nivolumab, pembrolizumab), soit PD-L1 (atézolizumab, durvalumab, avélumab). Les anti-PD-1/PD-L1 ont apporté un gain de survie important dans les mélanomes avancés puis dans les CBNPC [6—13]. Le traitement des cancers bronchiques non à petites cellules (CBNPC) métastatiques sans mutation EGFR ni réarrangement ALK (80 à 85 % des cas) repose sur une chimiothérapie de première ligne associant un sel de platine à un cytotoxique de troisième génération [14]. L’histologie joue un rôle central dans le choix de la molécule associée au platine, le pemetrexed étant préféré dans les cancers non épidermoïdes et la gemcitabine dans les cancers épidermoïdes, et également dans l’adjonction du bévacizumab dont l’usage est réservé aux histologies non épidermoïdes. Un traitement de maintenance peut être proposé. Après échec de la 1re ligne de traitement, les possibilités thérapeutiques se restreignent à une monochimiothérapie par docétaxel, traitement de référence, ou à une thérapie ciblée orale dirigée contre EGFR (erlotinib). Les résultats cliniques de ces traitements restent insuffisants, avec une survie à partir du diagnostic de la maladie métastatique se situant entre 10 et 14 mois. Les patients présentant un mésothéliome pleural malin (MPM) ont également un pronostic sombre, avec une survie médiane estimée à 1 an [15]. Seule la chimiothérapie par platine-pemetrexed, associée au bévacizumab pour les patients éligibles, est reconnue comme un standard de traitement [15,16]. Le développement de nouvelles options thérapeutiques est un besoin majeur dans cette pathologie. Quant aux tumeurs thymiques épithéliales avancées, il s’agit d’une entité rare mais agressive pour laquelle il n’existe aucun traitement systémique consensuel [17]. Dans cet article, nous aborderons les résultats des principaux essais cliniques ayant évalué les anti-PD-1/PD-L1 dans les CBNPC, les MPM et les tumeurs thymiques, ainsi que les aspects techniques et l’intérêt de l’immunohistochimie PD-L1 comme biomarqueur prédictif de l’efficacité des antiPD-1/PD-L1.

Cancers bronchiques non à petites cellules Efficacité des anti-PD-1/PD-L1 Les résultats des principaux essais randomisés publiés testant l’efficacité des anti-PD-1/PD-L1 sont colligés dans le Tableau 1.

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Anti-PD-1 Nivolumab Deux essais randomisés de phase III jumeaux ont comparé le nivolumab après échec d’une première ligne de traitement à un bras contrôle de docétaxel, l’un dans les CBNPC épidermoïdes (CHECKMATE 017) et l’autre dans les non-épidermoïdes (CHECKMATE 057) [11,12]. Les patients n’étaient pas sélectionnés sur l’expression de PD-L1 et devaient n’avoir rec ¸u qu’une ligne de chimiothérapie à base de sels de platine, à l’exception des patients avec CBNPC EGFR- et ALK-positifs qui pouvaient avoir rec ¸us un anti-EGFR ou un anti-ALK. L’essai CHECKMATE 017 a atteint son objectif principal et démontré un gain important de survie globale en faveur du bras nivolumab (9,2 vs. 6 mois, HR = 0,59, p<0,001) dans une population de CBNPC épidermoïdes, avec une supériorité très nette par rapport au bras docétaxel attestée par une diminution de 41 % du risque de décès [11]. Le nivolumab était également supérieur en termes de taux de réponse (20 vs. 9 %) et de survie sans progression (3,5 vs. 2,8 mois). Les réponses au nivolumab étaient prolongées dans le temps (durée médiane non atteinte). Les courbes de survie globale des deux groupes de traitement se séparent très tôt suggérant un bénéfice de survie précoce avec le nivolumab. On retrouve un phénomène de « plateau tardif » de la courbe de survie dans le groupe nivolumab, concernant environ 30 % des patients, et typique des courbes de survie observées avec les immunothérapies anticancéreuses. Un sous-groupe de patients bénéficie donc particulièrement longtemps du nivolumab. Un nouveau profil de survie se dessine pour ces patients avec un bénéfice pouvant se prolonger pendant des années. Le profil de tolérance est également très nettement en faveur du nivolumab, avec 7 % d’effets secondaires sévères contre 55 % dans le bras docétaxel, pas de décès attribué au nivolumab contre 2 % des patients décédés du fait de toxicité dans le bras docétaxel. Ces résultats font du nivolumab le nouveau standard de traitement des CBNPC épidermoïdes en progression après une première ligne de chimiothérapie à base de sel de platine [14]. L’essai CHECKMATE 057 a également atteint son objectif principal en démontrant la supériorité du nivolumab en termes de survie globale comparé au docétaxel (12,2 vs. 9,4 mois, HR = 0,73, p = 0,002) dans les CBNPC non épidermoïdes [12]. Le bénéfice de survie est cependant moins ample que dans l’essai CHECKMATE 017, avec une diminution de 27 % du risque de décès et un bénéfice moins homogène selon les sous-groupes de patients (pas de bénéfice chez les patients non fumeurs et en cas de mutation EGFR). Le taux de réponse était statistiquement supérieur dans le groupe nivolumab (19 vs. 12 %) avec de nouveau des durées de réponse très longues (médiane à 17,2 mois). En revanche, la survie médiane sans progression était supérieure dans le groupe docétaxel (4,2 vs. 2,3 mois) sans que cela se traduise par une différence en termes de risque de progression (HR à 0,92, p = 0,39). Le taux de survie sans progression à 1 an était cependant en faveur du nivolumab (19 % vs. 8 %). Ces résultats moins spectaculaires que dans les CBNPC épidermoïdes s’expliquent par le fait que près de la moitié des patients dans le bras nivolumab étaient progresseurs dans les 3 premiers mois de traitement, phénomène associé à une surmortalité dans le bras nivolumab comparé au bras docétaxel durant cette période. Les courbes de survie globale des deux groupes se croisent, évolution d’abord défavorable puis favorable au groupe nivolumab. Il existe

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

Études

Histologie

Brahmer et al. Phase III CHECKMATE 017 [13]

Épidermoïde Survie globale

Non épidermoïdes

Survie globale

Ligne de traitement et statut PD-L1

Bras de traitement

Taux de réponse objective (%)

Durée de réponse médiane (médiane, mois)

Survie sans progression (médiane, mois)

Survie globale (médiane, mois)

Taux de survie à 1 an (%)

Deuxième ligne

Nivolumab (n = 135)

20

Non atteinte

3,5

9,2

42

HR 0,62 ; IC95 %, 0,47 à 0,81 ; p < 0,001

HR 0,59 ; IC95 %, 0,44 à 0,79 ; p < 0,001

Pas de sélection sur PD-L1

Docetaxel (n = 137)

9

8,4

2,8

6,0

24

Deuxième ligne

Nivolumab (n = 292)

19

17,2

2,3

12,2

51

HR 0,73 ; IC95 %, 0,59 à 0,89 ; p = 0,002 Pas de sélection sur PD-L1

Herbst et al. KEYNOTE-010 [12]

Phase II/III

CBNPC

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Borghaei et al. Phase III CHECKMATE 057 [14]

Objectif principal

Survie globale

4,2

9,4

39

Échec d’une Pembrolizumab 18 première ligne 2 mg/kg (n = 345)

Non atteinte

3,9

10,4

43

HR 0,88 ; IC95 %, 0,74 à 1,05 ; p = 0,07

HR 0,71 ; IC95 %, 0,58 à 0,88 ; p = 0,0008

PD-L1 ≥ 1 %

Non atteinte

4,0

12,7

HR 0,79 ; IC95 %, 0,66 à 0,94 ; p = 0,004

HR 0,61 ; IC95 %, 0,49 à 0,75 ; p < 0,0001

12

Pembrolizumab 18 10 mg/kg (n = 346)

52

M. Duruisseaux et al.

Survie sans progression

5,6

Docetaxel (n = 290)

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Published clinical trial results in non-small cell lung cancer that randomized an anti-PD-1/PD-L1 versus a standard chemotherapy control arm.

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Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

Tableau 1 Résultats des essais thérapeutiques publiés dans les cancers bronchiques non à petites cellules ayant randomisé un anti-PD-1/PD-L1 contre un bras contrôle de chimiothérapie standard.

CBNPC

Survie sans progression

Ligne de traitement et statut PD-L1

Première ligne PD-L1 ≥ 50 %

Bras de traitement

Taux de réponse objective (%)

Durée de réponse médiane (médiane, mois)

Survie sans progression (médiane, mois)

Survie globale (médiane, mois)

Taux de survie à 1 an (%)

Docetaxel (n = 343)

9

6

4,0

8,5

35

Non atteinte

10,3

Non atteinte

6,3

HR 0,50 ; IC95 %, 0,37 à 0,68 ; p < 0,001 6

Non atteinte

14,3

2,7

12,6

HR 0,94 ; IC95 %, 0,72 à 1,23 ; p > 0,05

HR 0,73 ; IC95 %, 0,53 à 0,99 ; p = 0,04

3,0

9,7

Pembrolizumab 45 (n = 154)

Doublet à base 28 de sel de platine (n = 151) Fehrenbacher et al. POPLAR [19]

Phase II

CBNPC

Survie globale

Atézolizumab Deuxième et troisième ligne (n = 142)

15

Pas de sélection sur PD-L1 Docétaxel (n = 135)

15

7,2

HR : hazard ration ; IC : intervalle de confiance.

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Phase III

Objectif principal

Modele +

Reck et al. KEYNOTE-024 [15]

Histologie

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Études

Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

Tableau 1 (Suite )

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M. Duruisseaux et al.

probablement trois groupes distincts de patients : l’un tirant un bénéfice important avec des réponses prolongées, un autre tirant un bénéfice moindre du nivolumab mais significatif et enfin un dernier ne tirant aucun bénéfice du nivolumab et qui bénéficierait plus d’un traitement par docétaxel. Le nivolumab a été évalué en première ligne de traitement dans les CBNPC métastatiques, avec des résultats préliminaires encourageants (CHECKMATE 012) [18,19]. Cependant, l’essai de phase III CHECKMATE 026 comparant le nivolumab en monothérapie à la chimiothérapie de référence de première ligne a échoué à démontrer une différence de survie sans progression, son objectif principal, entre les deux bras de traitement. Les patients étaient sélectionnés de manière prospective sur une expression de PD-L1 ≥ 1 % [20]. Ces résultats ont été présentés en congrès mais pas encore publiés au moment de l’écriture de cet article.

Pembrolizumab Un large essai de phase I (KEYNOTE-01) a permis de détecter un premier signal d’efficacité du pembrolizumab au sein d’une population de CBNPC avancés, prétraités ou naïfs de tout traitement systémique [21]. Cette étude a également établi les seuils de 1 % et 50 % de cellules tumorales exprimant PD-L1 comme discriminants pour sélectionner les patients susceptibles de bénéficier du pembrolizumab. Ces seuils ont été utilisés ultérieurement dans le développement clinique du pembrolizumab. Ces résultats ont conduit à l’essai de phase III randomisé KEYNOTE-010, comparant le pembrolizumab à deux paliers de doses (2 et 10 mg/kg) au docétaxel dans une population de CBNPC métastatiques, quelle que soit l’histologie [10]. Deux critères d’inclusion différaient fondamentalement par rapport aux essais CHECKMATE. Les patients étaient sélectionnés prospectivement pour l’expression de PD-L1 (seuls les patients avec un marquage dans au moins 1 % des cellules tumorales étaient inclus) et les patients pouvaient avoir rec ¸us plus d’une ligne de chimiothérapie. L’essai démontre la supériorité du pembrolizumab en survie globale avec une diminution du risque de décès de 29 % (2 mg/kg) et 39 % (10 mg/kg) comparé au docétaxel, sans qu’il n’y ait de différence significative entre les deux groupes traités par pembrolizumab. Le même aspect de plateau tardif de la courbe de survie globale était observé pour environ 40 % des patients. Le taux de réponse était de 18 % dans le groupe pembrolizumab et statistiquement supérieur au taux de réponse de 9 % dans le bras docétaxel. En revanche, la médiane de survie sans progression était identique dans les trois groupes et le risque de progression ne différait pas significativement même s’il favorisait numériquement les bras pembrolizumab. Le profil de tolérance était favorable au pembrolizumab. Cet essai avec une population « enrichie » en CBNPC PD-L1 positifs (≥1 %) montre de nouveau la supériorité d’un anti-PD-1 comparé à une chimiothérapie standard de deuxième ligne. Le pembrolizumab est en cours d’évaluation en première ligne des traitements dans les CBNPC métastatiques, avec des résultats préliminaires encourageants (KEYNOTE01) [21]. L’essai KEYNOTE-024 a démontré la supériorité d’une monothérapie par pembrolizumab comparée à une chimiothérapie de référence en situation de première ligne de traitement dans une population de CBNPC métastatiques de toutes histologies mais sans mutation EGFR ou

réarrangement ALK [13]. Les patients étaient sélectionnés prospectivement sur l’expression de PD-L1 et un seuil d’expression ≥ 50 % était retenu pour l’inclusion. Le pembrolizumab était supérieur en termes de taux de réponse (44,8 % vs. 27,8 %), de survie sans progression qui était l’objectif principal (10,3 vs. 6 mois, HR = 0,15, p<0,001), et de taux de survie à 6 mois (80,2 % vs. 72,4 %). La tolérance du traitement était meilleure dans le bras pembrolizumab. Le pembrolizumab devient donc le nouveau standard en première ligne de traitement des CBNPC avec expression de PD-L1 dans au moins 50 % des cellules tumorales.

Anti-PD-L1 Atézolizumab L’atézolizumab est un anticorps IgG1 humanisé anti-PD-L1 qui a montré une efficacité dans les CBNPC au cours des essais thérapeutiques précoces. Un essai de phase II randomisé (POPLAR) a montré sa supériorité en termes de survie globale à un bras contrôle de docétaxel dans une population de CBNPC non sélectionnée sur l’expression de PD-L1 (12,6 vs. 9,7 mois, HR = 0,73, IC95 % 0,53—0,99 ; p = 0,04) [22]. Le taux de réponse et la survie sans progression étaient comparables entre les deux bras de traitements. Cependant, la durée médiane de réponse avec l’atézolizumab était longue et supérieure à celle observée avec le docétaxel (14,3 vs. 7,2 mois), comme observé avec les anti-PD-1. L’essai de phase III randomisé OAK a confirmé ces résultats [23]. Un bras expérimental d’atézolizumab était comparé au docétaxel dans une population de CBNPC traités par une ou deux lignes de chimiothérapie et non sélectionnés sur l’expression de PD-L1. L’objectif principal a été atteint, avec la démonstration d’un avantage de survie globale dans le bras atézolizumab (13,8 vs. 9,6 mois, HR = 0,73, p = 0,0003).

Durvalumab Peu de données sont pour l’instant disponibles concernant l’activité du durvalumab (MEDI4736), anticorps IgG1 humanisé anti-PD-L1. Les données des essais cliniques communiquées en congrès sont compatibles avec les taux de réponses et les durées de réponses observées avec les autres anti-PD-1/PD-L1. Les résultats d’un essai de phase Ib non contrôlé associant le durvalumab à un anti-CTLA4, le trémélimumab, dans une population de CBNPC pour l’essentiel prétraités ont été récemment publiés [24]. L’association est active et est en cours d’évaluation en essai de phase III (étude ARCTIC). L’essai de phase III MYSTIC compare, dès la 1re ligne de traitement, une monothérapie par durvalumab à une association durvalumab-trémélimumab et à une chimiothérapie à base de sels de platine.

Testing PD-L1 Les résultats des essais cliniques montrent la supériorité des anti-PD1/PD-L1 à la chimiothérapie de deuxième ligne dans les CBNPC. Cependant, tous les patients n’en tirent pas le même bénéfice et le développement de biomarqueurs est un enjeu crucial à la fois pour mieux sélectionner les patients mais également pour rationaliser la prescription de ces molécules très coûteuses. L’évaluation de l’expression tumorale de PD-L1 par immunohistochimie est le biomarqueur qui a été le plus étudié dans ce cadre. La démonstration récente de la supériorité du pembrolizumab à la chimiothérapie standard en première ligne de traitement des CBNPC avancés exprimant PD-L1 dans au moins

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1

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Figure 1. A et B. Expression de PD-L1 par les macrophages alvéolaires (agrandissement original × 200). A et B. PD-L1 expression in alveolar macrophages (original magnification × 200).

50 % des cellules tumorales devrait faire rentrer le testing PD-L1 dans la pratique courante.

Expression de PD-L1 PD-L1 est exprimé dans un certain nombre de tissus normaux dont le trophoblaste, l’épithélium amygdalien et par les fibroblastes, les macrophages, les cellules dendritiques, certaines cellules lymphoïdes dont les lymphocytes T activés, et certaines cellules épithéliales (bronchiolaires) et endothéliales (Fig. 1 A et B). Dans environ 10 % des cas de carcinomes pulmonaires, il est observé une expression de PD-L1 dite constitutive, liée à une stimulation oncogénique (mutations de EGFR et de KRAS, réarrangement du gène ALK, perte d’expression de PTEN et activation de la voie PI3 K/MAPK) [3,25,26]. Rarement, une amplification du gène codant pour PD-L1 est en cause [27]. Dans les adénocarcinomes pulmonaires, l’expression de PD-L1 serait plus volontiers corrélée à la présence de mutations de KRAS, au tabagisme et au sous-type histologique d’adénocarcinome solide [28]. On sait également depuis les travaux de Rivzi et al., que les tumeurs à forte charge mutationnelle (mutations non synonymes), plus propices au développement de néo-antigènes, stimulent l’immunité médiée par les lymphocytes T, surexprimeraient PD-L1 et seraient de meilleures candidates aux anti-PD-1/PD-L1[29]. L’expression de PD-L1 est également inductible et peut évoluer dans le temps (Fig. 2A—D). Cette expression est dite adaptative, consécutive à la production d’interférons et cytokines, en particulier de l’interféron ␥, par les cellules immunitaires du stroma, à la présence de micro ARN régulés positivement (mir-20b, mir-21, mir-130b) ou négativement (mir-200, mir-197), à l’hypoxie ou encore liée au profil EMT (« épithélial mesenchymal transition ») des tumeurs [30—34]. L’expression de PD-L1 semble surtout corrélée à la présence de lymphocytes infiltrant les tumeurs (TLS), en particulier T effecteurs CD8+, pouvant exprimer le marqueur d’activation PD-1, de Treg (FoxP3+) ou de cellules présentatrices d’antigènes IDO+ au sein du stroma tumoral, soutenant le concept de tumeur inflammatoire, cible privilégiée des anti-PD-1/PD-L1, et de tumeur non inflammatoire, plutôt réfractaire à ces traitements [35,36]. L’expression de PD-L1 est possiblement variable au cours de la progression tumorale et entre différentes localisations tumorales. Des données préliminaires suggèrent une concordance d’environ 70 % entre l’expression de

PD-L1 par les cellules tumorales dans la tumeur primitive et ses métastases ganglionnaires [37]. Aux côtés de cette hétérogénéité qualifiée d’intertumorale existe aussi une hétérogénéité intratumorale importante, bien connue des pathologistes, si bien qu’entre une biopsie préopératoire et la pièce opératoire correspondante, les discordances rapportées dans l’étude d’Ilie et al. en matière d’expression de PD-L1 atteignent 48 % [38]. À noter que dans cette étude, c’est l’anticorps anti-SP142 qui a été utilisé ainsi que le scoring proposé lors de l’essai atézolizumab (POPLAR), qui combine deux scores d’expression de PD-L1 par les cellules tumorales et par les cellules immunitaires, et que les discordances étaient les plus importantes quand le marquage des cellules du stroma était pris en compte, ce qui est logique si on considère qu’une biopsie est potentiellement pauvre en cellules immunitaires intra ou péritumorales [22]. L’hétérogénéité tumorale pourrait être plus précisément évaluée par une méthode quantitative utilisant une révélation en fluorescence (« Quantitative ImmunoFluorescence QIF ») [39]. Enfin, l’expression de PD-L1 peut aussi être modifiée par des traitements au cours de la maladie cancéreuse (radiothérapie chimiothérapie, inhibiteurs de tyrosine kinase), si bien que la question de la validité d’un tel marqueur et sa robustesse au cours de la progression tumorale reste d’actualité [40]. On peut se demander si les patients répondeurs ne présentent pas des tumeurs faussement négatives quand on connaît l’hétérogénéité de l’expression de PD-L1 et la faible représentativité des biopsies. D’autres biomarqueurs prédictifs de la réponse aux anti-PD1/PD-L1 sont proposés dans la littérature comme l’évaluation de la charge mutationnelle, de la clonalité de l’infiltrat T ou encore l’étude de signatures de réponses à l’interféron ␥ ou d’activation des T effecteurs [22,29,41].

Évaluation en immunohistochimie de l’expression de PD-L1 dans les cancers du poumon Outre les difficultés liées aux variations biologiques spatiales et temporelles de l’expression de PD-L1, il existe un certain nombre de difficultés techniques liées aux étapes préanalytiques, analytiques de réalisation des techniques d’immunohistochimie et postanalytiques du rendu de résultats. L’influence du préanalytique (type de fixateur, durée et

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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M. Duruisseaux et al.

Figure 2. Expression de PD-L1 par les cellules tumorales ou l’infiltrat immunitaire. A : adénocarcinome acinaire montrant une expression par plus de 50 % de cellules tumorales avec une intensité de 1 à 3+ (anticorps 28-8) (agrandissement original × 200) ; B : carcinome malpighien moyennement différencié avec une expression de plus de 80 % de cellules tumorales (étoile) et une expression par 20 % des cellules immunitaires (flèche) (anticorps SP263) (agrandissement original × 200) ; C et D : adénocarcinomes solide et papillaire négatifs, cellules immunitaires positives (anticorps 22C3 et SP263, respectivement) (agrandissement original × 200). PD-L1 expression in tumor cells or immune infiltrate. A: acinar adenocarcinoma with expression in more than 50 % of the tumor cells with 1 to 3+ intensity (28-8 antibody) (original magnification × 200); B: moderately differentiated squamous cell carcinoma with expression in more than 80 % of the tumor cells (star) and in 20 % of the immune cells (arrow) (SP263 antibody) (original magnification × 200); C and D: solid and papillary adenocarcinoma with no staining, positive immune cells (22C3 and SP263 antibodies, respectively) (original magnification × 200).

délai de fixation, âge des lames précoupées) a été peu étudiée mais l’ancienneté des prélèvements ne semblerait pas une difficulté ce qui sous-entend que du matériel d’archive est utilisable, en dehors de toute considération clinique et biologique pouvant justifier de rebiopsier le patient [42]. En revanche, il semble que l’âge des lames précoupées ne doive pas excéder plus de 3 à 6 mois selon les recommandations ® ® des kits fournis par Dako et Ventana . L’essai KEYNOTE01 rapportait par exemple une détérioration de l’antigène PD-L1 sur des coupes réalisées au-delà de 6 mois [21]. Concernant l’étape analytique, jusqu’à 12 anticorps dirigés contre PD-L1 sont utilisés dans les études rapportées dans la littérature et 4 principaux anticorps diagnostiques ont été utilisés dans les essais cliniques. Leurs principales caractéristiques et la méthode d’évaluation d’expression de PD-L1 sont détaillées dans le Tableau 2. Ces anticorps sont d’isotypes et de sources (recombinants versus polyclonaux) variables et sont dirigés contre des épitopes ® différents, les clones 22-8 (DAKO , Carpinteria, Califor® nie) et 22C3 (DAKO , Carpinteria, Californie) (Fig. 3 A, B, C) reconnaissant un épitope extracellulaire alors que le

®

clone SP142 (Roche Ventana Diagnostics Inc, Tucson, Ari® zona) et le clone SP263 (Roche Ventana Diagnostics Inc, Tucson, Arizona) reconnaissent un épitope intracellulaire. Les clones 22C3 et 28-8 sont commercialisés soit « nus » (concentrés) c’est-à-dire tels quels pouvant être utilisés sur n’importe quel automate d’immunohistochimie, soit sous forme de kits, comme les SP142 et SP263, ces kits incluant toutes les solutions et tampons nécessaires à la technique dont la solution de détection et éventuellement d’amplification ainsi que des lames témoin positif et négatif. Ces anticorps sont utilisables uniquement sur automates ou plateformes dédiées, ce qui pose problème aux laboratoires de pathologie qui sont rarement équipés de plusieurs plateformes ou qui se sont dotés d’autres plateformes. Le ® ® clone E1L3 N (Cell Signaling Technology , Danvers, MA, États-Unis), largement utilisé dans la littérature scientifique, n’a été utilisé comme biomarqueur dans aucun essai clinique. Plusieurs études comparatives de ces anticorps en dehors des kits ont trouvé des taux de concordance variables selon méthodes de détection et de révélation utilisées [39,43—46].

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 Tableau 2

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Anticorps anti-PD-L1 en développement comme test diagnostique compagnon des anti-PD-1/PD-L1.

Anti-PD-L1 antibodies in development as companion test of anti-PD-1/PD-L1.

Anticorps/kit

Molécule

Échantillons analysés

Type d’analyse

Définition de l’expression de PD-L1

Clone 28 8, anticorps lapin Automate Dako

Nivolumab (anti-PD-1)

Paraffine Archivé ou contemporain du traitement par anti-PD-1/PD-L1

Cut-off à ≥ 1 %, ≥ 5 % et ≥ 10 %

Clone 22C3, anticorps souris Automate Dako

Pembrolizumab (anti-PD-1)

Clone SP142, anticorps lapin Automate Ventana

Atezolizumab (anti-PD-L1)

Paraffine Contemporain du traitement par anti-PD-1/PD-L1 Paraffine Archivé ou contemporain du traitement par anti-PD-1/PD-L1

Expression membranaire au sein des cellules tumorales Au moins 100 cellules analysables Expression membranaire au sein des cellules tumorales Expression membranaire au sein des cellules tumorales (TC) et immunitaires (IC)

Clone SP263, anticorps lapin Automate Ventana

Durvalumab (anti-PD-L1)

Paraffine Archivé ou contemporain du traitement par anti-PD-1/PD-L1

®

L’utilisation du test IHC 22C3 pharmDX (DAKO , Car® pinteria, Californie) sur automate Dako 48Link sous la forme d’un kit incluant la solution de révélation a été approuvée par la FDA (Food and Drug Administration) pour sélectionner les patients pouvant bénéficier du pembroli® zumab (Keytruda, Merck Shape Dohme , Kenilworth, New Jersey) (Fig. 3A, B, C). Le seuil de positivité retenu est de 1 % de cellules tumorales marquées avec des faibles niveaux d’expression à moins de 50 % et de forts niveaux ® à plus de 50 %. Le test IHC 28-8 pharmDX (DAKO , Carpinteria, Californie) également sur automate Dako 48Link était considéré comme un test « complémentaire » dans les carcinomes non épidermoïdes pour la prescription du nivo® lumab (Bristol Myers Squibb , New York, New York) avec un seuil de positivité retenu de 1 % dans l’essai CHECKMATE 057 en deuxième ligne de traitement, mais l’intérêt du testing PD-L1 par IHC avec un seuil à 5 % n’a pas été confirmé dans l’essai CHECKMATE 026 en première ligne de traitement [20]. L’approbation par la FDA des Kits tests ® compagnons SP142 et SP263 (Roche Ventana Diagnostics Inc, Tucson, Arizona) pour la prescription respectivement ® ® de l’atézolizumab (Roche /Genentech , Basel, Suisse) et du ® durvalumab (MEDI4736/AstraZeneca , Cambridge, GrandeBretagne) est prévue courant 2017, en attendant un test ® ® pour la prescription de l’avélumab (Pfizer /Merck Serono , Berlin/Darmstadt, Allemagne). Pour le durvalumab, le seuil de positivité retenu était de 25 % dans l’essai de phase II ATLANTIC. Pour l’atézolizumab, les seuils sont IC1/2/3 ou TC 1/2/3 avec plus de 1 % de cellules tumorales ou de cellules immunes positives dans l’essai de phase II POPLAR [22].

Expression membranaire au sein des cellules tumorales

Négatif <1 % Faible 1—49 % Fort 50—100 % TC3 ou IC3 = TC ≥ 50 % ou IC ≥ 10 % TC2/3 ou IC2/3 = TC ou IC ≥ 5 % TC1/2/3 ou IC1/2/3 = TC ou IC ≥ 1 % TC0 ou IC0 = TC ou IC <1 % ≥ 25 %

Plusieurs études ont comparé ces différents anticorps sous forme de Kits mais aucune à l’heure actuelle n’a vraiment proposé d’harmoniser ces anticorps et sur toutes les plateformes (Fig. 4 A—E et Fig. 5 A—E). La première étude comparative (« Blue Print Project ») menée par un panel des pathologiste de l’IASLC a comparé sur un set de 39 CBNPC les immunomarquages anti-PD-L1 à l’aide des anticorps SP142, SP263, 22C3, 28-8 ; cependant les marquages ont été réalisés en centralisé par les compagnies Dako et Roche Ventana ont été interprétés par leurs pathologistes. Dans l’attente de la publication des résultats, il en ressort que l’anticorps SP142 semble le moins robuste pour l’interprétation des cellules tumorales et que la concordance entre les tests, en appliquant les seuils recommandés pour chaque test, est modérée (seules 19/38 tumeurs ont été évaluées de fac ¸on concordante). L’étude allemande de Scheel et al. a comparé 15 CBNPC marqués en centralisé par les anticorps 28-8, 22C3, SP142, SP263, mais interprétés par 9 pathologistes de fac ¸on indépendante [47]. La concordance entre les anticorps, pour des seuils à 1, 5, 10 et 50 %, était relativement bonne en ce qui concernait les cellules tumorales (Kappa value = 0,6—0,8), mais médiocre pour les cellules immunitaires (Kappa value = 0,2). Les clones 28-8 et 22C3 pour un seuil à 1 % étaient comparables, le SP142 apparaissant comme le moins sensible sauf pour les cellules immunitaires et le SP263 comme le plus sensible pour les deux populations cellulaires. Au-delà de ces difficultés majeures concernant la multiplicité des anticorps et des kits, se pose aussi la question

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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Figure 3. Anticorps 22C3, test compagnon du pembrolizumab. A : témoin positif du kit (nom de la lignée cellulaire PD-L1 positive non mentionné); B : tumeur négative : pas de marquage cellulaire tumorale, 10 % de cellules de l’infiltrat immunitaire positives ; C : tumeur positive : 80 % des cellules tumorales positives. 22C3 antibody, pembrolizumab companion test. A: positive control of the kit; B: negative tumor: no staining in the tumor cells, staining in 10 % of the immune infiltrating cells; C: positive tumor: 80 % of positive tumor cells.

du postanalytique et du compte -rendu des pathologistes sur l’expression de PD-L1. Le consensus actuel serait de recommander aux pathologistes d’indiquer le test et la plateforme utilisés, le score de positivité considéré, le nombre de cellules tumorales analysées (100 minimum pour l’interprétation du test 22C3 PharmDx) et le pourcentage de cellules tumorales et de cellules immunitaires positives avec un marquage donné (membranaire).

Valeur pronostique et prédictive de la réponse aux anti-PD-1/PD-L1 de l’expression de PD-L1 dans les cancers du poumon Données rétrospectives L’expression de PD-L1 s’observe dans 7,4 à 73 % des CBNPC. D’après une méta-analyse rassemblant 1550 patients issus de 10 cohortes, cette expression semble corrélée à la faible différenciation des tumeurs et à un moindre degré au tabagisme [48]. Concernant le rôle pronostique de l’expression de PD-L1, elle semble corrélée à une diminution de la survie globale d’après certaines études, mais cela n’a pas été démontré sur une méta-analyse incluant 11 études et ayant porté sur 1653 patients [48,49]. L’ensemble de ces études

est néanmoins à considérer avec précaution, certaines ayant porté uniquement sur des populations asiatiques, et d’autres ayant utilisé des anticorps anti-PD-L1 différents et des méthodes de scoring variables.

Données issues des essais prospectifs Les essais cliniques randomisés, s’ils ne permettent pas d’appréhender la valeur pronostique de l’expression de PD-L1, apportent de précieux enseignements sur la valeur prédictive de l’efficacité des anti-PD-1/PD-L1 de l’immunohistochimie PD-L1. Les premiers essais ont été menés avec le nivolumab, en 2e ligne des CBNPC. Que ce soit dans l’essai CHECKMATE 017 ou 057, l’expression de PD-L1 a été évaluée rétrospectivement au sein d’échantillons tumoraux d’archives [11,12]. Dans CHECKMATE 017 qui s’intéressait au CBNPC épidermoïdes, 225 biopsies obtenues avant traitement étaient analysables sur 272 patients randomisés [11]. L’expression de PD-L1 n’avait pas de valeur prédictive du bénéfice de survie globale, de survie sans progression ou bien du taux de réponse objective, quel que soit le seuil de positivité (1 %, 5 %, 10 %). Les taux de réponse étaient comparables

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Figure 4. Panel d’immunomarquages PD-L1 utilisant les quatre principaux anticorps commerciaux dans un exemple de carcinome malpighien bien différencié. A : coloration par hématoxyline éosine safran (agrandissement original × 200) ; B, C, D, E : immunomarquages anti-PD-L1 par les anticorps SP263, SP142, 28-8 et 22C3, respectivement (agrandissement original × 200). PD-L1 immunostaining panel with the four main commercial antibodies in a well differentiated squamous cell carcinoma. A: hematoxylineosin-safran stained slides (original magnification × 200); B, C, D, E: anti-PD-L1 immunostaining with SP263, SP142, 28-8 et 22C3, respectively (original magnification × 200).

dans le bras nivolumab entre population positive et négative pour PD-L1. Dans CHECKMATE 057, sur les 582 patients randomisés avec cancers non épidermoïdes, l’expression de PD-L1 était quantifiable dans 78 % des cas et était équilibrée dans les deux bras de traitement [12]. Néanmoins, il n’y avait pas de stratification selon le statut PD-L1 ce qui ne permet pas

d’exclure un déséquilibre sur d’autres facteurs pronostiques ou prédictifs. Un test d’interaction retrouvait une forte association entre expression de PD-L1 quel que soit le seuil retenu (< 1 % vs. ≥ 1 %, < 5 % vs. ≥ 5 %, < 10 % vs. ≥ 10 %) et un bénéfice en faveur du nivolumab en termes de survie globale, de survie sans progression et de taux de réponse objective. Les médianes de survie étaient globalement

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Figure 5. Panel de d’immunomarquages PD-L1 utilisant les quatre principaux anticorps commerciaux dans un exemple d’adénocarcinome acinaire et solide. A : coloration par hématoxyline éosine safran (agrandissement original × 200) ; B, C, D, E : immunomarquages anti-PD-L1 par les anticorps SP263, SP142, 28-8 et 22C3, respectivement (agrandissement original × 200). PD-L1 immunostaining panel with the four main commercial antibodies in an acinar and solid adenocarcinoma. A: hematoxylin-eosin-safran stained slides (original magnification × 200); B, C, D, E: anti-PD-L1 immunostaining with SP263, SP142, 28-8 et 22C3, respectively (original magnification × 200).

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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A.

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CHECKMATE 057

40 31%

30 20

15% 9%

10

PD-L1 <5%

50 Taux de réponse (%)

Taux de réponse (%)

PD-L1 ≥1%

12%

40

PD-L1 ≥5%

36%

30 20

14% 10%

10

13%

Nivolumab

40

PD-L1 ≥10%

37%

30 20

14%

11%

10

13%

0

0

0

PD-L1 <10%

50 Taux de réponse (%)

PD-L1 <1%

50

Nivolumab

Docetaxel

Nivolumab

Docetaxel

Docetaxel

10/108

38/123

15/101

15/123

14/136

34/95

19/138

11/86

16/145

32/86

20/145

10/79

Durée médiane de réponse, mois

18.3

16.0

5.6

5.6

18.3

16.0

5.6

5.6

18.3

16.0

5.6

5.6

Médiane de survie, mois

10,5

17,7

10,1

9,0

9,8

19,4

10,1

8,1

9,9

19,9

10,3

8,0

Nombre de répondeurs

B.

C.

KEYNOTE 010 PD-L1 1-49%

PD-L1 ≥50%

50

ATEZOLIZUMAB

DOCETAXEL

50

40 Taux de réponse (%)

POPLAR

40 30%

29%

30

30

20

20 10%

10%

10

10%

10

8%

0 0 Pembrolizumab 2mg/kg Pembrolizumab 10 mg/kg Nombre de répondeurs

20/205 42/139

20/195 44/151

TC3 ou IC3

TC2 ou IC2

TC1 ou IC1

TC0 ou IC0

15,5

9,0

15,6

9,7

Docetaxel 20/191 12/152

Médiane de survie, mois

11,1

6,2

12,4

9,7

Figure 6. Relation entre expression de PD-L1 et efficacité des anti-PD1/PD-L1 dans les essais cliniques randomisés. A : efficacité du nivolumab et du docétaxel dans l’essai CHECKMATE 057 selon les différents seuils de positivité utilisés pour le testing PD-L1 (1 %, 5 %, 10 %) ; B : efficacité du pembrolizumab et du docétaxel dans l’essai KEYNOTE-010 selon que l’expression de PD-L1 soit considérée comme faible (1 %—49 %) ou forte (≥ 50 %) ; C : efficacité de l’atezolizumab et du docetaxel dans l’essai POPLAR selon l’expression de PD-L1 dans les cellules tumorales (TC) et l’infiltrat cellulaire immunitaire (IC). Correlation between PD-L1 expression and anti-PD1/PD-L1 efficacy in randomized clinical trials. A: nivolumab and docetaxel efficacy in CHECKMATE 057 trial according to the different positive threshold used for PD-L1 testing (1 %, 5 %, 10 %); B: pembrolizumab and docetaxel efficacy in KEYNOTE-010 trial according to weak (1 %—49 %) of strong (≥ 50 %) PD-L1 expression; C: atezolizumab and docetaxel efficacy in POPLAR trial according to PD-L1 expression in tumor cells (TC) or immune infiltrating cells (IC).

doublées dans le bras nivolumab en cas de positivité du marquage PD-L1 quel que soit le seuil utilisé, alors que les médianes de survie sont globalement comparables avec le docétaxel que le marquage soit positif ou non. Ces données suggèrent la valeur prédictive de l’efficacité du nivolumab du marquage PD-L1. Néanmoins, la présentation des résultats de fac ¸on dichotomique complique l’interprétation des résultats, car elle ne permet pas de déterminer si le bénéfice lié au nivolumab chez les patients exprimant PD-L1 ≥ 1 % est dû au bénéfice des patients qui l’expriment à ≥ 50 % ou s’il existe un bénéfice aussi pour les patients qui l’expriment à 1—49 %. Le détail de ces résultats par tranche d’expression de PD-L1 a été présenté dans le résumé des caractéristiques du produit du nivolumab et il semble indiquer que seuls les patients exprimant PD-L1 entre 10 et 50 % ou à ≥ 50 % tirent bénéfice du nivolumab. En outre, même chez les patients n’exprimant pas du tout PD-L1 (< 1 %), qui représentent 47 % de l’ensemble des patients traités par nivolumab dans CHECKMATE 057, le taux de réponse était de 9 % et la durée médiane de réponse était de 18 mois,

ce qui est comparable à la durée de réponse des patients exprimant fortement PD-L1 (> 50 %) (Fig. 6A). Les courbes de survie sans progression du groupe nivolumab des patients PD-L1 ≥ 1 % mettent également en évidence environ 45 % de progresseurs dans les trois premiers mois de traitement. En d’autres termes, un marquage PD-L1 < 1 % exclut une proportion non négligeable de patients tirants un bénéfice important d’un traitement par nivolumab, tandis qu’un marquage PD-L1 ≥ 1 % n’empêche pas que la meilleure réponse soit une progression chez 45 % des patients qui bénéficieraient probablement plus d’une chimiothérapie. L’essai KEYNOTE-010 est un essai randomisé qui a inclus des patients sélectionnés à l’issue d’une évaluation prospective de l’expression de PD-L1 dans une population de CBNPC métastatiques [10]. Le seuil pour l’inclusion était une expression dans au moins 1 % des cellules tumorales. Les patients ont été stratifiés en deux populations selon qu’il existait une expression faible de PD-L1, dans 1 à 49 % des cellules tumorales, ou bien forte, dans 50 % et plus. Un bénéfice de survie globale nettement plus important

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14 était retrouvé dans le groupe PD-L1 ≥ 50 %, avec un HR à 0,54 dans le groupe pembrolizumab 2 mg/kg et à 0,50 dans le groupe 10 mg/kg. Cela se traduisait également par un taux de réponse au pembrolizumab trois fois supérieur dans ce groupe comparé au groupe des patients avec 1 à 49 % d’expression de PD-L1 (Fig. 6B). Enfin, l’essai OAK a évalué des patients sous atézolizumab ou docétaxel, quel que soit le taux d’expression de PD-L1 mais avec une stratification selon le niveau d’expression de PD-L1, qui était évaluée à la fois sur les cellules tumorales (TC) et les cellules immunitaires (IC) [23]. Le bénéfice lié à l’atézolizumab était observé chez tous les patients, indépendamment de la présence d’une expression de PD-L1 (HR de 0,74 chez les patients qui exprimaient PD-L1 sur au moins 1 % des TC ou IC, HR de 0,75 chez les patients qui n’exprimaient pas du tout PD-L1). Le HR était néanmoins nettement plus en faveur de l’atézolizumab chez les patients exprimant très fortement PD-L1 sur les TC (≥ 50 %) ou les IC (≥ 10 %), qui représentaient 16 % des patients, avec un HR de 0,41. De fac ¸on surprenante, ces résultats sont en contradiction avec ceux de l’étude de phase II POPLAR qui avait retrouvé une corrélation entre survie globale et présence d’une expression de PD-L1, quelle que soit l’intensité de celle-ci au sein des TC ou des IC.

Synthèse À l’heure actuelle, l’expression de PD-L1 apparaît comme un bon biomarqueur pour sélectionner les patients qui ont le plus de chance de tirer bénéfice des anti-PD-1/PD-L1, si le seuil d’expression est fixé suffisamment haut (≥ 50 %). Les données vont dans ce sens pour les études KEYNOTE-010, KEYNOTE-024, OAK et CHECKMATE-057 dans une moindre mesure, car il s’agissait d’une analyse exploratoire. En revanche, l’utilisation de l’absence d’expression de PDL1 par au moins 1 % des cellules pour écarter les patients ne bénéficiant pas des anti-PD-1/PD-L1 n’est pas soutenue par les données de la littérature. En effet, certains patients avec CBNPC PD-L1 négatifs tirent clairement un bénéfice du traitement (Fig. 6 C) et le testing a ses limites comme expliqué plus haut (différents anticorps et méthodes d’évaluation de l’expression, variabilité spatiale et temporelle, pas de validation prospective rigoureuse de tous les anticorps). Le résultat du marquage PD-L1 est une variable continue et les essais cliniques montrent globalement que plus le score du testing PD-L1 est élevé plus le bénéfice clinique est

M. Duruisseaux et al. important. Il est en conséquence difficile d’établir un seuil permettant d’établir un test positif ou négatif. Le testing PD-L1 ne peut donc pour l’instant être recommandé dans le cadre de la décision de prescription du nivolumab, seul anti-PD-1/PD-L1 approuvé à ce jour en Europe dans le traitement du CBNPC. Il peut probablement être utilisé au cas par cas et en tenant compte des autres facteurs cliniques associées à l’efficacité (tabagisme, mutations EGFR ou ALK).

Particularité du testing PD-L1 dans les autres tumeurs thoraciques (thymiques et mésothéliales) Mésothéliome pleural malin Les MPM sont des tumeurs agressives, développées aux dépends des séreuses et dont la majorité est secondaire à une exposition à l’amiante. Ce sont des tumeurs rares, avec environ 30 cas par million d’habitants par an, mais leur incidence semble en augmentation en raison de la latence importante entre l’exposition à l’amiante et la survenue d’un mésothéliome, notamment dans les pays qui ne luttent pas contre l’utilisation de l’amiante [50]. Leur pronostic reste redoutable avec une médiane de survie chez les patients non traités de l’ordre de 10 mois et une survie globale à 5 ans de moins de 5 % [51,52]. À l’heure actuelle, la chimiothérapie par cisplatine et pemetrexed si possible en association avec le bévacizumab reste le seul traitement ayant montré une amélioration de la survie globale [16,53]. L’expression de PD-L1 s’observe dans 20 et 70 % des MPM selon les séries et les anticorps utilisés (Fig. 7A, B). Ainsi avec l’anticorps 5H1-A3, Mansfield et al., Kindler et al. et Cowan et al. ont rapporté respectivement 40 %, 27 % et 70 % de mésothéliomes positifs avec des seuils à 5 %, 5 % et 50 % [54,55]. Cedrés et al. décrivent 20 % de mésothéliomes positifs avec l’anticorps E1L3 N avec un seuil à 1 %, Alley et al., 54 % avec le 22C3 et un seuil à 1 % et Combaz-Lair et al., 30 % (avec l’anticorps E1L3 N) et 12 % (anticorps SP142) de mésothéliomes positifs (seuil à 5 %) [56—58]. Toutes ces études décrivent les plus forts taux d’expression de PD-L1 dans les mésothéliomes sarcomatoïdes et cette expression est souvent associée à la présence de TLS CD4+, CD8+ et FOXP3 dans le stroma ; les MPM exprimant PD-L1 auraient également une survie plus courte.

Figure 7. Expression de PD-L1 par un mésothéliome épithélioïde, anticorps SP142. A : agrandissement × 40 ; B : agrandissement × 400. PD-L1 expression in an epithelioid mesothelioma, SP142 antibody. A: original magnification × 40; B: original magnification × 400.

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 15

Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

Figure 8. Expression de PD-L1 dans les tumeurs thymiques épithéliales. A : expression forte et diffuse de PD-L1 par un thymome B3 ; B : expression de PD-L1 par les cellules immunitaires au sein d’un carcinome thymique, cellules tumorales négatives. PD-L1 expression in thymic epithelial tumors. A: strong and diffuse PD-L1 expression in a B3 thymoma; B: PD-L1 expression in immune cells in a thymic carcinoma, negative tumor cells.

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16 Récemment, une corrélation entre l’expression de PD-L1 et celle de pAKT et de FOXP3a a été montrée mais sans altérations de la voie de signalisation de PI3 K [59]. Enfin, 11 % des mésothéliomes présenteraient des gains de copies du gène PD-L1 mais sans association avec l’expression de la protéine correspondante [60]. Des résultats préliminaires d’essais cliniques testant des anti-PD-1/PD-L1 ont été récemment communiqués en congrès : l’essai de phase Ib KEYNOTE-028 (NCT02054806) qui a inclus 25 MPM PD-L1 positifs (seuil à 1 % de cellules tumorales ou stromales, clone 22C3) rapportait un taux de réponse de 28 % avec le pembrolizumab et un taux de contrôle de la maladie de 76 % [57] ; un essai de phase II (NCT02497508) rapportait un taux de réponse de 28 % avec le nivolumab dans une cohorte de 18 patients [61] ; l’étude de phase I JAVELIN (NCT01772004) retrouvait un taux de réponse de 9 % avec l’anti-PD-L1 avélumab dans une cohorte de 56 patients [62]. Ces résultats encourageants doivent être confirmés.

Tumeurs thymiques Les thymomes sont rares et classés par l’OMS en cinq groupes A AB B1 B2 B3 présentant une agressivité en règle locorégionale croissante ; le carcinome thymique est classé à part du fait de son caractère malin et de son potentiel métastatique supérieur à celui des thymomes. La prise en charge chirurgicale est recommandée chaque fois qu’elle est possible, car les traitements médicaux sont souvent décevants. Malgré quelques pistes (C-KIT, PI3 K inhibiteurs), il n’existe pas réellement de thérapie ciblée. Les publications sur PD-L1 sont peu nombreuses et ont porté sur des séries de TMA sur lesquelles sont testés indifféremment tous les types de thymomes et les carcinomes thymiques (Fig. 8A, B). La plus grande série japonaise de 141 tumeurs (dont 38 carcinomes) a testé l’anticorps de cell signaling technology (E1L3 N) et les résultats montrent une expression variable de PD-L1 : en utilisant un H score et en fixant le seuil de positivité à 1 % les auteurs montrent une positivité de 70 % des carcinomes contre 23 % des thymomes tous types confondus et ne retrouvent pas de marquage des cellules immunes [63]. L’expression de PD-L1 ne semble pas corrélée avec la taille tumorale, le sexe, l’âge et n’a pas d’incidence sur la survie globale en analyse multivariée. Une autre série américaine a testé un TMA de 69 tumeurs épithéliales thymiques et 17 thymus contrôles avec une majorité de thymomes AB, B1 et B2, mais a utilisé l’anticorps non commercialisé 5H1 et le score n’a pas fait appel au pourcentage de cellules marquées, mais à l’intensité du marquage [64]. Dans ces conditions particulières, les auteurs trouvent une expression croissante des thymomes B2 aux carcinomes et un marquage prédominant des cellules épithéliales. Plus récemment, la même équipe japonaise a évalué l’expression de PD-1 et PD-L1 (clone E1L3 N) dans une série de 30 patients après chimiothérapie : ils trouvent cette fois plus de thymomes marqués que de carcinomes (67 % versus 41 %) en fixant la positivité à un H score > 1 et une augmentation de l’expression de PD-L1 et PD1 après traitement [65]. Une série franc ¸aise ciblée sur les thymomes B3 et carcinomes thymiques qui a étudié l’expression de trois anticorps anti-PDL1 différents sur deux automates doit être prochainement publiée.

M. Duruisseaux et al. Ces différentes études ont étayé le rationnel de l’immunothérapie dans les tumeurs thymiques et les premiers essais sont déjà programmés [66].

Conclusion L’usage des anti-PD-1/PD-L1 s’intègre déjà à la prise en charge thérapeutique de routine des cancers thoraciques au rythme des autorisations de mise sur le marché qui devraient se succéder dans les années à venir. Dans les CBNPC, cette classe de traitement se positionnera en première ligne de traitement des maladies avancées dans une population sélectionnée sur le statut PD-L1, au moins pour les patients traités par une monothérapie, l’intérêt d’une sélection selon le statut PD-L1 des patients pouvant bénéficier d’une combinaison d’immunothérapies ou d’une association d’immunothérapie et chimiothérapie restant à confirmer [24]. Même si elle est imparfaite, l’immunohistochimie PDL1 sera intéressante pour sélectionner les patients qui ont le plus de chance de bénéficier d’une immunothérapie, en utilisant un niveau élevé d’expression (seuil de positivité à 50 %), et pour repousser le recours à une immunothérapie chez les patients qui ont peu de chance d’en tirer bénéfice, en utilisant un seuil faible (1 %). À terme, le testing immunohistochimique PD-L1 s’intégrera au testing moléculaire « de routine » des CBNPC. Il va occuper une place grandissante dans l’activité des laboratoires d’anatomie pathologique, puisque les indications d’anti-PD-1/PD-L1 ne va bien sûr pas se restreindre au traitement des cancers thoraciques. D’importants travaux de standardisation technique et d’harmonisation de lecture des anticorps antiPD-L1 sont en cours et feront l’objet de recommandations spécifiques d’ici début 2017, permettant à chacun d’adapter le testing PD-L1 à sa plateforme et à maîtriser son interprétation.

Déclaration de liens d’intérêts Michaël Duruisseaux déclare avoir des liens d’intérêt avec les laboratoires AstraZeneca et Roche. Isabelle Rouquette déclare avoir des liens d’intérêt avec les laboratoires AstraZeneca, Roche, MSD et Bristol Myers Squibb. Julien Adam déclare avoir des liens d’intérêt avec les laboratoires AstraZeneca, Roche, MSD et Bristol Myers Squibb. Alexis Cortot déclare avoir des liens d’intérêt avec les laboratoires AstraZeneca, Roche, MSD et Bristol Myers Squibb. Aurélie Cazes déclare avoir des liens d’intérêt avec les laboratoires MSD. Sylvie Lantuejoul déclare avoir des liens d’intérêt avec les laboratoires AstraZeneca, Roche, MSD et Bristol Myers Squibb. Laure Gibault et Diane Damotte déclarent ne pas avoir de liens d’intérêts.

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Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009

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Pour citer cet article : Duruisseaux M, et al. Efficacité des inhibiteurs du checkpoint immunitaire PD-1/PD-L1 et testing PD-L1 dans les cancers thoraciques. Annales de pathologie (2017), http://dx.doi.org/10.1016/j.annpat.2016.12.009