We integrated the genomic sequencing of 1,918 breast cancers, including 1,501 hormone receptor-positive tumors, with detailed clinical information and treatment outcomes. In 692 tumors previously exposed to hormonal therapy, we identified an increased number of alterations in genes involved in the mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway and in the estrogen receptor transcriptional machinery. Activating ERBB2 mutations and NF1 loss-of-function mutations were more than twice as common in endocrine resistant tumors. Alterations in other MAPK pathway genes (EGFR, KRAS, among others) and estrogen receptor transcriptional regulators (MYC, CTCF, FOXA1, and TBX3) were also enriched. Altogether, these alterations were present in 22% of tumors, mutually exclusive with ESR1 mutations, and associated with a shorter duration of response to subsequent hormonal therapies.

Ploidy abnormalities are a hallmark of cancer, but their impact on the evolution and outcomes of cancers is unknown. Here, we identified whole-genome doubling (WGD) in the tumors of nearly 30% of 9,692 prospectively sequenced advanced cancer patients. WGD varied by tumor lineage and molecular subtype, and arose early in carcinogenesis after an antecedent transforming driver mutation. While associated with TP53 mutations, 46% of all WGD arose in TP53-wild-type tumors and in such cases was associated with an E2F-mediated G1 arrest defect, although neither aberration was obligate in WGD tumors. The variability of WGD across cancer types can be explained in part by cancer cell proliferation rates. WGD predicted for increased morbidity across cancer types, including KRAS-mutant colorectal cancers and estrogen receptor-positive breast cancers, independently of established clinical prognostic factors. We conclude that WGD is highly common in cancer and is a macro-evolutionary event associated with poor prognosis across cancer types. The authors identify whole-genome doubling (WGD) in 30% of ~10,000 sequenced tumors from patients with advanced cancer. WGD correlates with increased risk of death across cancer types.

PURPOSE Microsatellite instability (MSI) and/or mismatch repair deficiency (MMR-D) testing has traditionally been performed in patients with colorectal (CRC) and endometrial cancer (EC) to screen for Lynch syndrome (LS)–associated cancer predisposition. The recent success of immunotherapy in high-frequency MSI (MSI-H) and/or MMR-D tumors now supports testing for MSI in all advanced solid tumors. The extent to which LS accounts for MSI-H across heterogeneous tumor types is unknown. Here, we establish the prevalence of LS across solid tumors according to MSI status. METHODS MSI status was determined using targeted next-generation sequencing, with tumors classified as MSI-H, MSI-indeterminate, or microsatellite-stable. Matched germline DNA was analyzed for mutations in LS-associated mismatch repair genes ( MLH1, MSH2, MSH6, PMS2, EPCAM). In patients with LS with MSI-H/I tumors, immunohistochemical staining for MMR-D was assessed. RESULTS Among 15,045 unique patients (more than 50 cancer types), LS was identified in 16.3% (53 of 326), 1.9% (13 of 699), and 0.3% (37 of 14,020) of patients with MSI-H, MSI-indeterminate, and microsatellite-stable tumors, respectively ( P < .001). Among patients with LS with MSI-H/I tumors, 50% (33 of 66) had tumors other than CRC/EC, including urothelial, prostate, pancreas, adrenocortical, small bowel, sarcoma, mesothelioma, melanoma, gastric, and germ cell tumors. In these patients with non-CRC/EC tumors, 45% (15 of 33) did not meet LS genetic testing criteria on the basis of personal/family history. Immunohistochemical staining of LS-positive MSI-H/I tumors demonstrated MMR-D in 98.2% (56 of 57) of available cases. CONCLUSION MSI-H/MMR-D is predictive of LS across a much broader tumor spectrum than currently appreciated. Given implications for cancer surveillance and prevention measures in affected families, these data support germline genetic assessment for LS for patients with an MSI-H/MMR-D tumor, regardless of cancer type or family cancer history.

Although p53 inactivation promotes genomic instability1 and presents a route to malignancy for more than half of all human cancers2,3, the patterns through which heterogenous TP53 (encoding human p53) mutant genomes emerge and influence tumorigenesis remain poorly understood. Here, in a mouse model of pancreatic ductal adenocarcinoma that reports sporadic p53 loss of heterozygosity before cancer onset, we find that malignant properties enabled by p53 inactivation are acquired through a predictable pattern of genome evolution. Single-cell sequencing and in situ genotyping of cells from the point of p53 inactivation through progression to frank cancer reveal that this deterministic behaviour involves four sequential phases-Trp53 (encoding mouse p53) loss of heterozygosity, accumulation of deletions, genome doubling, and the emergence of gains and amplifications-each associated with specific histological stages across the premalignant and malignant spectrum. Despite rampant heterogeneity, the deletion events that follow p53 inactivation target functionally relevant pathways that can shape genomic evolution and remain fixed as homogenous events in diverse malignant populations. Thus, loss of p53-the 'guardian of the genome'-is not merely a gateway to genetic chaos but, rather, can enable deterministic patterns of genome evolution that may point to new strategies for the treatment of TP53-mutant tumours.

ABSTRACT Public neoantigens (NeoAgs) represent an elite class of shared cancer-specific epitopes derived from recurrent mutations in driver genes that are restricted by prevalent HLA alleles. Here, we report on a high-throughput platform combining single-cell transcriptomic and T cell receptor (TCR) sequencing to establish whether mutant (Mut) PIK3CA , among the most common genomically altered driver oncogenes, generates an immunogenic public NeoAg. Using this method, we developed a library of TCRs that recognize an endogenously processed neoepitope containing a common PIK3CA hotspot mutation that is restricted by HLA-A*03:01. Mechanistically, immunogenicity to this public NeoAg arises primarily from enhanced stability of the neopeptide/HLA complex caused by a preferred HLA anchor substitution. Structural studies indicated that the HLA-bound neopeptide presents a relatively “featureless” surface dominated by the peptide’s backbone. To overcome the challenge of binding such an epitope with high specificity and affinity, we discovered that a lead TCR clinical candidate engages the neopeptide through an extended interface aided by an unusually long β-chain complementarity-determining region 3 (CDR3β) loop. In a pan-cancer cohort of patients with diverse malignancies that express the PIK3CA public NeoAg, we observed spontaneous immunogenicity, NeoAg clonal conservation, and in a limited number of cases, evidence of targeted immune escape. Together, these results establish the immunogenic potential of Mut PIK3CA , creating a framework for off-the-shelf immunotherapies targeting this public NeoAg.

10590 Background: MUTYH is a tumor suppressor gene involved in the base-excision DNA repair pathway. Biallelic pathogenic or likely pathogenic germline variants (gPV) in MUTYH are associated with MUTYH-associated polyposis (MAP), inclusive of colorectal carcinoma (CRC) and additional cancer risks. While monoallelic MUTYH gPV carriers do not have the same cancer risk as those with biallelic MAP, further work is needed to fully characterize secondary somatic events, including allelic imbalances. Methods: Using the MSK-IMPACT targeted NGS to detect both MUTYH gPVs and MUTYH somatic variants in patients (pts) with a solid tumor diagnosis, we analyzed clinicopathologic characteristics at cancer diagnosis, ancestry label as defined per cBioPortal, genomic biomarkers, as well as allele-specific copy number estimates using FACETS annotation. Results: Out of 38,907 samples with germline testing available, 587 pts with a solid tumor and presence of MUTYH gPV were identified. Of these, 15 pts had ≥2 MUTYH gPVs, including 4 pts with homozygous MUTYHgPVs (G396D, T179C, p.G480* and c.389-1G>C) and 11 pts with compound heterozygous MUTYHgPVs. In pts of European ancestry (n=403), the MUTYH G396D and T179C variants were predominant, present in 56% and 19% of cases, respectively. All patients with the R241W variant were listed as being of South Asian ancestry (n=6). Concurrent gPV in other genes were observed in 12% (n=69), with high/moderate-penetrance gPVs in 4% (n=24) including BRCA2 (n=6), BRCA1 (n=5), ATM (n=4) and PALB2 (n=3). Among all pts with MUTYH gPVs, 254/587 pts had concurrent tumor samples with FACETS results. Among pts with monoallelic MUTYH gPVs and FACETS annotation available, 24% of evaluable tumors exhibited biallelic MUTYH inactivation due to loss of heterozygosity (LOH). CRC (29% vs 13%; p=0.004) and cholangiocarcinoma (11% vs. 2%; p=0.04) were enriched in the biallelic MUTYH inactivation cohort vs. the cohort of pts with monoallelic MUTYH gPVs. Co-alterations in KRAS G12C and APC were enriched in the biallelic as compared to the monoallelic cohort (9% vs. 3%, p=0.04 and 27% vs. 12%, p=0.005, respectively). In addition, we identified 244 pts for whom FACETS annotation was available without MUTYH gPVs, but with somatic variants at MUTYH. Of these 244 pts, 117 pts had biallelic MUTYH inactivation either from homozygous deletions (n=87), somatic hit + LOH (n=27) or ≥2 somatic hits (n=3). The predominant cancer types with biallelic somatic MUTYH inactivation were breast cancer (16%), non-small cell lung cancer (14%) and CRC (11%). Conclusions: This study represents the largest cohort of pts with MUTYH gPVs and FACETS analysis on concurrent tumor samples, confirming a high prevalence of LOH in pts with monoallelic MUTYH gPVs and enrichment in KRAS G12Cin pts with MUTYH gPVs and biallelic MUTYH inactivation.

8599 Background: Genomic loss of 9p21, containing methylthioadenosine phosphorylase ( MTAP) and CDKN2A/B,is frequently observed across cancers, including non-small cell lung cancer (NSCLC). With the clinical development of multiple classes of agents aimed at achieving synthetic lethality in the context of MTAP deletions (del) across solid tumors, including novel PRMT5 and MAT2A inhibitors, there is a need to understand the genomic landscape and outcomes of patients with NSCLC and MTAP del. Methods: All NSCLC samples sequenced with MSK-IMPACT v7, a DNA-based NGS panel with coverage for 505 genes including MTAP and CDKN2A/B were queried. MTAP-del and CDKN2A-del were defined by significantly low read counts in coverage-based copy number analyses. Analyses of enrichment in co-altered genes between MTAP-del and MTAP-intact tumors were completed using Fisher tests with multiple test correction. For subsequent analyses, samples profiled with earlier MSK-IMPACT versions not covering MTAP were manually reviewed for 9p21 status. Results: Of 3010 NSCLC samples sequenced, 246 (8.2%) had MTAP del; of these, 243/246 (99%) had concurrent CDKN2A del. Among MTAP-del compared to MTAP-intact tumors, EGFR ( Q = 0.01) and SMARCA2 ( Q < 0.01) alterations were more frequent, while KRAS ( Q = 0.05) and RB1 ( Q = 0.02) alterations were less frequent. Patients (pts) with MTAP-del tumors were more likely to be Asian ( P < 0.01) and never smokers ( P < 0.01). We next identified 193 pts with stage IV MTAP-del lung adenocarcinoma (LUAD). Among these pts, 121/193 (63%) had concurrent oncogenic driver alterations with approved first-line targeted therapies, including 46% with EGFR sensitizing alterations (26% EGFR exon 19 del, 17% EGFR L858R). Among pts with advanced EGFR exon 19 del or L858Rlung cancer treated with 1L osimertinib (osi), MTAP-del was not associated with significant differences in time to discontinuation (TTD) of osi (median TTD 19 months vs 24 months for MTAP-intact, HR = 1.2, P = 0.57). We then identified 69 pts with paired NGS available pre- and post-progression on osi who were MTAP-intact at baseline. Acquired MTAP del was found in 10/69 (14%) of these pts at progression on osi, which was more frequent than any previously characterized osi acquired resistance (AR) mechanism (SCLC transformation: 13%, EGFR amplification [amp]: 10%, MET amp: 10%, EGFR C797S: 7%). In 4 of these pts, acquired MTAP del was seen in the absence of other AR mechanisms, while in 6 pts, acquired MTAP del was seen alongside an additional mechanism ( EGFR amp: 2, EGFR C797S: 1, EGFR L718Q: 1, SCLC transformation: 1, MET amp: 1). Conclusions: Among pts with advanced LUAD, MTAP deletions are enriched in tumors with targetable driver alterations, particularly in EGFR, and are frequently observed at acquired resistance to osimertinib. Demonstration of activity of novel agents targeting MTAP deficiency could be of significant benefit to pts with EGFR-and other oncogene-driven lung cancers.

The co-occurrence of germline and somatic oncogenic alterations is frequently observed in breast cancer, but their combined biologic and clinical significance has not been evaluated. To assess the role of germline-somatic interactions on outcomes in routine practice, we developed an integrated clinicogenomic pipeline to analyze the genomes of over 4,500 patients with breast cancer. We find that germline (g)