Currently, the most widely used criteria for assessing response to therapy in high-grade gliomas are based on two-dimensional tumor measurements on computed tomography (CT) or magnetic resonance imaging (MRI), in conjunction with clinical assessment and corticosteroid dose (the Macdonald Criteria). It is increasingly apparent that there are significant limitations to these criteria, which only address the contrast-enhancing component of the tumor. For example, chemoradiotherapy for newly diagnosed glioblastomas results in transient increase in tumor enhancement (pseudoprogression) in 20% to 30% of patients, which is difficult to differentiate from true tumor progression. Antiangiogenic agents produce high radiographic response rates, as defined by a rapid decrease in contrast enhancement on CT/MRI that occurs within days of initiation of treatment and that is partly a result of reduced vascular permeability to contrast agents rather than a true antitumor effect. In addition, a subset of patients treated with antiangiogenic agents develop tumor recurrence characterized by an increase in the nonenhancing component depicted on T2-weighted/fluid-attenuated inversion recovery sequences. The recognition that contrast enhancement is nonspecific and may not always be a true surrogate of tumor response and the need to account for the nonenhancing component of the tumor mandate that new criteria be developed and validated to permit accurate assessment of the efficacy of novel therapies. The Response Assessment in Neuro-Oncology Working Group is an international effort to develop new standardized response criteria for clinical trials in brain tumors. In this proposal, we present the recommendations for updated response criteria for high-grade gliomas.

Standard therapy for newly diagnosed glioblastoma is radiotherapy plus temozolomide. In this phase 3 study, we evaluated the effect of the addition of bevacizumab to radiotherapy-temozolomide for the treatment of newly diagnosed glioblastoma.We randomly assigned patients with supratentorial glioblastoma to receive intravenous bevacizumab (10 mg per kilogram of body weight every 2 weeks) or placebo, plus radiotherapy (2 Gy 5 days a week; maximum, 60 Gy) and oral temozolomide (75 mg per square meter of body-surface area per day) for 6 weeks. After a 28-day treatment break, maintenance bevacizumab (10 mg per kilogram intravenously every 2 weeks) or placebo, plus temozolomide (150 to 200 mg per square meter per day for 5 days), was continued for six 4-week cycles, followed by bevacizumab monotherapy (15 mg per kilogram intravenously every 3 weeks) or placebo until the disease progressed or unacceptable toxic effects developed. The coprimary end points were investigator-assessed progression-free survival and overall survival.A total of 458 patients were assigned to the bevacizumab group, and 463 patients to the placebo group. The median progression-free survival was longer in the bevacizumab group than in the placebo group (10.6 months vs. 6.2 months; stratified hazard ratio for progression or death, 0.64; 95% confidence interval [CI], 0.55 to 0.74; P<0.001). The benefit with respect to progression-free survival was observed across subgroups. Overall survival did not differ significantly between groups (stratified hazard ratio for death, 0.88; 95% CI, 0.76 to 1.02; P=0.10). The respective overall survival rates with bevacizumab and placebo were 72.4% and 66.3% at 1 year (P=0.049) and 33.9% and 30.1% at 2 years (P=0.24). Baseline health-related quality of life and performance status were maintained longer in the bevacizumab group, and the glucocorticoid requirement was lower. More patients in the bevacizumab group than in the placebo group had grade 3 or higher adverse events (66.8% vs. 51.3%) and grade 3 or higher adverse events often associated with bevacizumab (32.5% vs. 15.8%).The addition of bevacizumab to radiotherapy-temozolomide did not improve survival in patients with glioblastoma. Improved progression-free survival and maintenance of baseline quality of life and performance status were observed with bevacizumab; however, the rate of adverse events was higher with bevacizumab than with placebo. (Funded by F. Hoffmann-La Roche; ClinicalTrials.gov number, NCT00943826.).

Accurate pathological diagnosis is crucial for optimal management of patients with cancer. For the approximately 100 known tumour types of the central nervous system, standardization of the diagnostic process has been shown to be particularly challenging-with substantial inter-observer variability in the histopathological diagnosis of many tumour types. Here we present a comprehensive approach for the DNA methylation-based classification of central nervous system tumours across all entities and age groups, and demonstrate its application in a routine diagnostic setting. We show that the availability of this method may have a substantial impact on diagnostic precision compared to standard methods, resulting in a change of diagnosis in up to 12% of prospective cases. For broader accessibility, we have designed a free online classifier tool, the use of which does not require any additional onsite data processing. Our results provide a blueprint for the generation of machine-learning-based tumour classifiers across other cancer entities, with the potential to fundamentally transform tumour pathology.

Glioblastoma (GBM) is a brain tumor that carries a dismal prognosis and displays considerable heterogeneity. We have recently identified recurrent H3F3A mutations affecting two critical amino acids (K27 and G34) of histone H3.3 in one-third of pediatric GBM. Here, we show that each H3F3A mutation defines an epigenetic subgroup of GBM with a distinct global methylation pattern, and that they are mutually exclusive with IDH1 mutations, which characterize a third mutation-defined subgroup. Three further epigenetic subgroups were enriched for hallmark genetic events of adult GBM and/or established transcriptomic signatures. We also demonstrate that the two H3F3A mutations give rise to GBMs in separate anatomic compartments, with differential regulation of transcription factors OLIG1, OLIG2, and FOXG1, possibly reflecting different cellular origins.

Activation of the aryl hydrocarbon receptor (AHR) by environmental xenobiotic toxic chemicals, for instance 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (dioxin), has been implicated in a variety of cellular processes such as embryogenesis, transformation, tumorigenesis and inflammation. But the identity of an endogenous ligand activating the AHR under physiological conditions in the absence of environmental toxic chemicals is still unknown. Here we identify the tryptophan (Trp) catabolite kynurenine (Kyn) as an endogenous ligand of the human AHR that is constitutively generated by human tumour cells via tryptophan-2,3-dioxygenase (TDO), a liver- and neuron-derived Trp-degrading enzyme not yet implicated in cancer biology. TDO-derived Kyn suppresses antitumour immune responses and promotes tumour-cell survival and motility through the AHR in an autocrine/paracrine fashion. The TDO–AHR pathway is active in human brain tumours and is associated with malignant progression and poor survival. Because Kyn is produced during cancer progression and inflammation in the local microenvironment in amounts sufficient for activating the human AHR, these results provide evidence for a previously unidentified pathophysiological function of the AHR with profound implications for cancer and immune biology. The tryptophan catabolite kynurenine (Kyn) and tryptophan degradation by indoleamine-2,3-dioxygenases have previously been implicated in suppressing an antitumour immune response. Michael Platten and colleagues now identify tryptophan-2,3-dioxygenase (TDO) as the enzyme expressed in gliomas and other cancers that converts tryptophan to Kyn. Kyn is an endogenous ligand for the aryl hydrocarbon receptor (AHR), acting directly on glioma cells to promote tumorigenesis. TDO expression in cancer cells also suppresses an AHR-mediated immune response. In human glioblastomas, the expression of TDO and AHR-regulated genes are associated with more advanced stages and poorer clinical outcome.

Somatic mutations in the IDH1 gene encoding cytosolic NADP+-dependent isocitrate dehydrogenase have been shown in the majority of astrocytomas, oligodendrogliomas and oligoastrocytomas of WHO grades II and III. IDH2 encoding mitochondrial NADP+-dependent isocitrate dehydrogenase is also mutated in these tumors, albeit at much lower frequencies. Preliminary data suggest an importance of IDH1 mutation for prognosis showing that patients with anaplastic astrocytomas, oligodendrogliomas and oligoastrocytomas harboring IDH1 mutations seem to fare much better than patients without this mutation in their tumors. To determine mutation types and their frequencies, we examined 1,010 diffuse gliomas. We detected 716 IDH1 mutations and 31 IDH2 mutations. We found 165 IDH1 (72.7%) and 2 IDH2 mutations (0.9%) in 227 diffuse astrocytomas WHO grade II, 146 IDH1 (64.0%) and 2 IDH2 mutations (0.9%) in 228 anaplastic astrocytomas WHO grade III, 105 IDH1 (82.0%) and 6 IDH2 mutations (4.7%) in 128 oligodendrogliomas WHO grade II, 121 IDH1 (69.5%) and 9 IDH2 mutations (5.2%) in 174 anaplastic oligodendrogliomas WHO grade III, 62 IDH1 (81.6%) and 1 IDH2 mutations (1.3%) in 76 oligoastrocytomas WHO grade II and 117 IDH1 (66.1%) and 11 IDH2 mutations (6.2%) in 177 anaplastic oligoastrocytomas WHO grade III. We report on an inverse association of IDH1 and IDH2 mutations in these gliomas and a non-random distribution of the mutation types within the tumor entities. IDH1 mutations of the R132C type are strongly associated with astrocytoma, while IDH2 mutations predominantly occur in oligodendroglial tumors. In addition, patients with anaplastic glioma harboring IDH1 mutations were on average 6 years younger than those without these alterations.

Background Radiotherapy is the standard care in elderly patients with malignant astrocytoma and the role of primary chemotherapy is poorly defined. We did a randomised trial to compare the efficacy and safety of dose-dense temozolomide alone versus radiotherapy alone in elderly patients with anaplastic astrocytoma or glioblastoma. Methods Between May 15, 2005, and Nov 2, 2009, we enrolled patients with confirmed anaplastic astrocytoma or glioblastoma, age older than 65 years, and a Karnofsky performance score of 60 or higher. Patients were randomly assigned 100 mg/m2 temozolomide, given on days 1–7 of 1 week on, 1 week off cycles, or radiotherapy of 60·0 Gy, administered over 6–7 weeks in 30 fractions of 1·8–2·0 Gy. The primary endpoint was overall survival. We assessed non-inferiority with a 25% margin, analysed for all patients who received at least one dose of assigned treatment. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01502241. Findings Of 584 patients screened, we enrolled 412. 373 patients (195 randomly allocated to the temozolomide group and 178 to the radiotherapy group) received at least one dose of treatment and were included in efficacy analyses. Median overall survival was 8·6 months (95% CI 7·3–10·2) in the temozolomide group versus 9·6 months (8·2–10·8) in the radiotherapy group (hazard ratio [HR] 1·09, 95% CI 0·84–1·42, pnon-inferiority=0·033). Median event-free survival (EFS) did not differ significantly between the temozolomide and radiotherapy groups (3·3 months [95% CI 3·2–4·1] vs 4·7 [4·2–5·2]; HR 1·15, 95% CI 0·92–1·43, pnon-inferiority=0·043). Tumour MGMT promoter methylation was seen in 73 (35%) of 209 patients tested. MGMT promoter methylation was associated with longer overall survival than was unmethylated status (11·9 months [95% CI 9·0 to not reached] vs 8·2 months [7·0–10·0]; HR 0·62, 95% CI 0·42–0·91, p=0·014). EFS was longer in patients with MGMT promoter methylation who received temozolomide than in those who underwent radiotherapy (8·4 months [95e% CI 5·5–11·7] vs 4·6 [4·2–5·0]), whereas the opposite was true for patients with no methylation of the MGMT promoter (3·3 months [3·0–3·5] vs 4·6 months [3·7–6·3]). The most frequent grade 3–4 intervention-related adverse events were neutropenia (16 patients in the temozolomide group vs two in the radiotherapy group), lymphocytopenia (46 vs one), thrombocytopenia (14 vs four), raised liver-enzyme concentrations (30 vs 16), infections (35 vs 23), and thromboembolic events (24 vs eight). Interpretation Temozolomide alone is non-inferior to radiotherapy alone in the treatment of elderly patients with malignant astrocytoma. MGMT promoter methylation seems to be a useful biomarker for outcomes by treatment and could aid decision-making. Funding Merck Sharp & Dohme.

Glioblastoma is associated with a poor prognosis in the elderly. Survival has been shown to increase among patients 70 years of age or younger when temozolomide chemotherapy is added to standard radiotherapy (60 Gy over a period of 6 weeks). In elderly patients, more convenient shorter courses of radiotherapy are commonly used, but the benefit of adding temozolomide to a shorter course of radiotherapy is unknown.

Background Rindopepimut (also known as CDX-110), a vaccine targeting the EGFR deletion mutation EGFRvIII, consists of an EGFRvIII-specific peptide conjugated to keyhole limpet haemocyanin. In the ACT IV study, we aimed to assess whether or not the addition of rindopepimut to standard chemotherapy is able to improve survival in patients with EGFRvIII-positive glioblastoma. Methods In this randomised, double-blind, phase 3 trial, we recruited patients aged 18 years and older with glioblastoma from 165 hospitals in 22 countries. Eligible patients had newly diagnosed glioblastoma confirmed to express EGFRvIII by central analysis, and had undergone maximal surgical resection and completion of standard chemoradiation without progression. Patients were stratified by European Organisation for Research and Treatment of Cancer recursive partitioning analysis class, MGMT promoter methylation, and geographical region, and randomly assigned (1:1) with a prespecified randomisation sequence (block size of four) to receive rindopepimut (500 μg admixed with 150 μg GM-CSF) or control (100 μg keyhole limpet haemocyanin) via monthly intradermal injection until progression or intolerance, concurrent with standard oral temozolomide (150–200 mg/m2 for 5 of 28 days) for 6–12 cycles or longer. Patients, investigators, and the trial funder were masked to treatment allocation. The primary endpoint was overall survival in patients with minimal residual disease (MRD; enhancing tumour <2 cm2 post-chemoradiation by central review), analysed by modified intention to treat. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01480479. Findings Between April 12, 2012, and Dec 15, 2014, 745 patients were enrolled (405 with MRD, 338 with significant residual disease [SRD], and two unevaluable) and randomly assigned to rindopepimut and temozolomide (n=371) or control and temozolomide (n=374). The study was terminated for futility after a preplanned interim analysis. At final analysis, there was no significant difference in overall survival for patients with MRD: median overall survival was 20·1 months (95% CI 18·5–22·1) in the rindopepimut group versus 20·0 months (18·1–21·9) in the control group (HR 1·01, 95% CI 0·79–1·30; p=0·93). The most common grade 3–4 adverse events for all 369 treated patients in the rindopepimut group versus 372 treated patients in the control group were: thrombocytopenia (32 [9%] vs 23 [6%]), fatigue (six [2%] vs 19 [5%]), brain oedema (eight [2%] vs 11 [3%]), seizure (nine [2%] vs eight [2%]), and headache (six [2%] vs ten [3%]). Serious adverse events included seizure (18 [5%] vs 22 [6%]) and brain oedema (seven [2%] vs 12 [3%]). 16 deaths in the study were caused by adverse events (nine [4%] in the rindopepimut group and seven [3%] in the control group), of which one—a pulmonary embolism in a 64-year-old male patient after 11 months of treatment—was assessed as potentially related to rindopepimut. Interpretation Rindopepimut did not increase survival in patients with newly diagnosed glioblastoma. Combination approaches potentially including rindopepimut might be required to show efficacy of immunotherapy in glioblastoma. Funding Celldex Therapeutics, Inc.