Preclinical and preliminary clinical data indicate that ch14.18, a monoclonal antibody against the tumor-associated disialoganglioside GD2, has activity against neuroblastoma and that such activity is enhanced when ch14.18 is combined with granulocyte–macrophage colony-stimulating factor (GM-CSF) or interleukin-2. We conducted a study to determine whether adding ch14.18, GM-CSF, and interleukin-2 to standard isotretinoin therapy after intensive multimodal therapy would improve outcomes in high-risk neuroblastoma.

Neuroblastoma is a childhood cancer that can be inherited, but the genetic aetiology is largely unknown. Here we show that germline mutations in the anaplastic lymphoma kinase (ALK) gene explain most hereditary neuroblastomas, and that activating mutations can also be somatically acquired. We first identified a significant linkage signal at chromosome bands 2p23–24 using a whole-genome scan in neuroblastoma pedigrees. Resequencing of regional candidate genes identified three separate germline missense mutations in the tyrosine kinase domain of ALK that segregated with the disease in eight separate families. Resequencing in 194 high-risk neuroblastoma samples showed somatically acquired mutations in the tyrosine kinase domain in 12.4% of samples. Nine of the ten mutations map to critical regions of the kinase domain and were predicted, with high probability, to be oncogenic drivers. Mutations resulted in constitutive phosphorylation, and targeted knockdown of ALK messenger RNA resulted in profound inhibition of growth in all cell lines harbouring mutant or amplified ALK, as well as in two out of six wild-type cell lines for ALK. Our results demonstrate that heritable mutations of ALK are the main cause of familial neuroblastoma, and that germline or acquired activation of this cell-surface kinase is a tractable therapeutic target for this lethal paediatric malignancy. Neuroblastoma is the most common childhood cancer. There is a strong familial association and it was predicted over 30 years ago that there was a genetic element to the disease. Four groups now report the identification of mutations in the tyrosine kinase receptor ALK (anaplastic lymphoma kinase) in neuroblastoma patients. ALK acts as a neuroblastoma predisposition gene, and somatic point mutations occur in sporadic neuroblastoma cases. These mutations promote ALK's kinase activity and can transform cells and display tumorigenic activity in vivo. ALK inhibitors decrease neuroblastoma cell proliferation, so have potential as anticancer drugs. ALK is identified as a neuroblastoma predisposition gene. Germline mutations were found in ALK, a tryrosine kinase receptor, in affected families. In addition, somatic point mutations in ALK were found in sporadic cases of neuroblastomas. ALK mutations seem to lead to constitutive activation of its kinase activity and promote cell proliferation.

John Maris, Matthew Meyerson, Marco Marra and colleagues report results of a large-scale sequencing study of neuroblastoma. They observe a low median exonic mutation frequency and strikingly few recurrently mutated genes in these tumors, highlighting challenges for developing targeted therapeutic strategies based on frequently mutated oncogenic drivers. Neuroblastoma is a malignancy of the developing sympathetic nervous system that often presents with widespread metastatic disease, resulting in survival rates of less than 50%. To determine the spectrum of somatic mutation in high-risk neuroblastoma, we studied 240 affected individuals (cases) using a combination of whole-exome, genome and transcriptome sequencing as part of the Therapeutically Applicable Research to Generate Effective Treatments (TARGET) initiative. Here we report a low median exonic mutation frequency of 0.60 per Mb (0.48 nonsilent) and notably few recurrently mutated genes in these tumors. Genes with significant somatic mutation frequencies included ALK (9.2% of cases), PTPN11 (2.9%), ATRX (2.5%, and an additional 7.1% had focal deletions), MYCN (1.7%, causing a recurrent p.Pro44Leu alteration) and NRAS (0.83%). Rare, potentially pathogenic germline variants were significantly enriched in ALK, CHEK2, PINK1 and BARD1. The relative paucity of recurrent somatic mutations in neuroblastoma challenges current therapeutic strategies that rely on frequently altered oncogenic drivers.

Abstract The CD19 antigen, expressed on most B-cell acute lymphoblastic leukemias (B-ALL), can be targeted with chimeric antigen receptor–armed T cells (CART-19), but relapses with epitope loss occur in 10% to 20% of pediatric responders. We detected hemizygous deletions spanning the CD19 locus and de novo frameshift and missense mutations in exon 2 of CD19 in some relapse samples. However, we also discovered alternatively spliced CD19 mRNA species, including one lacking exon 2. Pull-down/siRNA experiments identified SRSF3 as a splicing factor involved in exon 2 retention, and its levels were lower in relapsed B-ALL. Using genome editing, we demonstrated that exon 2 skipping bypasses exon 2 mutations in B-ALL cells and allows expression of the N-terminally truncated CD19 variant, which fails to trigger killing by CART-19 but partly rescues defects associated with CD19 loss. Thus, this mechanism of resistance is based on a combination of deleterious mutations and ensuing selection for alternatively spliced RNA isoforms. Significance: CART-19 yield 70% response rates in patients with B-ALL, but also produce escape variants. We discovered that the underlying mechanism is the selection for preexisting alternatively spliced CD19 isoforms with the compromised CART-19 epitope. This mechanism suggests a possibility of targeting alternative CD19 ectodomains, which could improve survival of patients with B-cell neoplasms. Cancer Discov; 5(12); 1282–95. ©2015 AACR. See related commentary by Jackson and Brentjens, p. 1238. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1225

Abstract Analysis of molecular aberrations across multiple cancer types, known as pan-cancer analysis, identifies commonalities and differences in key biological processes that are dysregulated in cancer cells from diverse lineages. Pan-cancer analyses have been performed for adult 1,2,3,4 but not paediatric cancers, which commonly occur in developing mesodermic rather than adult epithelial tissues 5 . Here we present a pan-cancer study of somatic alterations, including single nucleotide variants, small insertions or deletions, structural variations, copy number alterations, gene fusions and internal tandem duplications in 1,699 paediatric leukaemias and solid tumours across six histotypes, with whole-genome, whole-exome and transcriptome sequencing data processed under a uniform analytical framework. We report 142 driver genes in paediatric cancers, of which only 45% match those found in adult pan-cancer studies; copy number alterations and structural variants constituted the majority (62%) of events. Eleven genome-wide mutational signatures were identified, including one attributed to ultraviolet-light exposure in eight aneuploid leukaemias. Transcription of the mutant allele was detectable for 34% of protein-coding mutations, and 20% exhibited allele-specific expression. These data provide a comprehensive genomic architecture for paediatric cancers and emphasize the need for paediatric cancer-specific development of precision therapies.

We present an extensive assessment of mutation burden through sequencing analysis of >81,000 tumors from pediatric and adult patients, including tumors with hypermutation caused by chemotherapy, carcinogens, or germline alterations. Hypermutation was detected in tumor types not previously associated with high mutation burden. Replication repair deficiency was a major contributing factor. We uncovered new driver mutations in the replication-repair-associated DNA polymerases and a distinct impact of microsatellite instability and replication repair deficiency on the scale of mutation load. Unbiased clustering, based on mutational context, revealed clinically relevant subgroups regardless of the tumors' tissue of origin, highlighting similarities in evolutionary dynamics leading to hypermutation. Mutagens, such as UV light, were implicated in unexpected cancers, including sarcomas and lung tumors. The order of mutational signatures identified previous treatment and germline replication repair deficiency, which improved management of patients and families. These data will inform tumor classification, genetic testing, and clinical trial design.

Various human cancers have ALK gene translocations, amplifications, or oncogenic mutations, such as anaplastic large-cell lymphoma, inflammatory myofibroblastic tumours, non-small-cell lung cancer (NSCLC), and neuroblastoma. Therefore, ALK inhibition could be a useful therapeutic strategy in children. We aimed to determine the safety, recommended phase 2 dose, and antitumour activity of crizotinib in children with refractory solid tumours and anaplastic large-cell lymphoma.In this open-label, phase 1 dose-escalation trial, patients older than 12 months and younger than 22 years with measurable or evaluable solid or CNS tumours, or anaplastic large-cell lymphoma, refractory to therapy and for whom there was no known curative treatment were eligible. Crizotinib was given twice daily without interruption. Six dose levels (100, 130, 165, 215, 280, 365 mg/m(2) per dose) were assessed in the dose-finding phase of the study (part A1), which is now completed. The primary endpoint was to estimate the maximum tolerated dose, to define the toxic effects of crizotinib, and to characterise the pharmacokinetics of crizotinib in children with refractory cancer. Additionally, patients with confirmed ALK translocations, mutations, or amplification (part A2 of the study) or neuroblastoma (part A3) could enrol at one dose level lower than was currently given in part A1. We assessed ALK genomic status in tumour tissue and used quantitative RT-PCR to measure NPM-ALK fusion transcript in bone marrow and blood samples of patients with anaplastic large-cell lymphoma. All patients who received at least one dose of crizotinib were evaluable for response; patients completing at least one cycle of therapy or experiencing dose limiting toxicity before that were considered fully evaluable for toxicity. This study is registered with ClinicalTrials.gov, NCT00939770.79 patients were enrolled in the study from Oct 2, 2009, to May 31, 2012. The median age was 10.1 years (range 1.1-21.4); 43 patients were included in the dose escalation phase (A1), 25 patients in part A2, and 11 patients in part A3. Crizotinib was well tolerated with a recommended phase 2 dose of 280 mg/m(2) twice daily. Grade 4 adverse events in cycle 1 were neutropenia (two) and liver enzyme elevation (one). Grade 3 adverse events that occurred in more than one patient in cycle 1 were lymphopenia (two), and neutropenia (eight). The mean steady state peak concentration of crizotinib was 630 ng/mL and the time to reach this peak was 4 h (range 1-6). Objective tumour responses were documented in 14 of 79 patients (nine complete responses, five partial responses); and the anti-tumour activity was enriched in patients with known activating ALK aberrations (eight of nine with anaplastic large-cell lymphoma, one of 11 with neuroblastoma, three of seven with inflammatory myofibroblastic tumour, and one of two with NSCLC).The findings suggest that a targeted inhibitor of ALK has antitumour activity in childhood malignancies harbouring ALK translocations, particularly anaplastic large-cell lymphoma and inflammatory myofibroblastic tumours, and that further investigation in the subset of neuroblastoma harbouring known ALK oncogenic mutations is warranted.Pfizer and National Cancer Institute grant to the Children's Oncology Group.

Neuroblastoma is a childhood cancer with considerable morbidity and mortality. Tumor-derived biomarkers may improve risk stratification.

Purpose In the Children's Oncology Group, risk group assignment for neuroblastoma is critical for therapeutic decisions, and patients are stratified by International Neuroblastoma Staging System stage, MYCN status, ploidy, Shimada histopathology, and diagnosis age. Age less than 365 days has been associated with favorable outcome, but recent studies suggest that older age cutoff may improve prognostic precision. Methods To identify the optimal age cutoff, we retrospectively analyzed data from the Pediatric Oncology Group biology study 9047 and Children's Cancer Group studies 321p1-p4, 3881, 3891, and B973 on 3,666 patients (1986 to 2001) with documented ages and follow-up data. Twenty-seven separate analyses, one for each different age cutoff (adjusting for MYCN and stage), tested age influence on outcome. The cutoff that maximized outcome difference between younger and older patients was selected. Results Thirty-seven percent of patients were younger than 365 days, and 64% were ≥ 365 days old (4-year event-free survival [EFS] rate ± SE: 83% ± 1% [n = 1,339] and 45% ± 1% [n = 2,327], respectively; P < .0001). Graphical analyses revealed the continuous nature of the prognostic contribution of age to outcome. The optimal 460-day cutoff we selected maximized the outcome difference between younger and older patients. Forty-three percent were younger than 460 days, and 57% were ≥ 460 days old (4-year EFS rate ± SE: 82% ± 1% [n = 1,589] and 42% ± 1% [n = 2,077], respectively; P < .0001). Using a 460-day cutoff (assuming stage 4, MYCN-amplified patients remain high-risk), 5% of patients (365 to 460 days: 4-year EFS 92% ± 3%; n = 135) fell into a lower risk group. Conclusion The prognostic contribution of age to outcome is continuous in nature. Within clinically relevant risk stratification, statistical support exists for an age cutoff of 460 days.