Pancreatic cancer remains one of the most lethal of malignancies and a major health burden. We performed whole-genome sequencing and copy number variation (CNV) analysis of 100 pancreatic ductal adenocarcinomas (PDACs). Chromosomal rearrangements leading to gene disruption were prevalent, affecting genes known to be important in pancreatic cancer (TP53, SMAD4, CDKN2A, ARID1A and ROBO2) and new candidate drivers of pancreatic carcinogenesis (KDM6A and PREX2). Patterns of structural variation (variation in chromosomal structure) classified PDACs into 4 subtypes with potential clinical utility: the subtypes were termed stable, locally rearranged, scattered and unstable. A significant proportion harboured focal amplifications, many of which contained druggable oncogenes (ERBB2, MET, FGFR1, CDK6, PIK3R3 and PIK3CA), but at low individual patient prevalence. Genomic instability co-segregated with inactivation of DNA maintenance genes (BRCA1, BRCA2 or PALB2) and a mutational signature of DNA damage repair deficiency. Of 8 patients who received platinum therapy, 4 of 5 individuals with these measures of defective DNA maintenance responded. A whole-genome sequencing analysis of 100 pancreatic ductal adenocarcinomas has discovered known and newly identified genetic drivers of pancreatic cancer; these genetic alterations can be classified into four subtypes, which raises the possibility of improved targeting of clinical treatments. A whole-genome sequencing analysis of 100 pancreatic ductal adenocarcinomas has revealed known and newly identified genetic drivers of pancreatic carcinogenesis. These genetic alterations can be classified into four subtypes based on the patterns of structural variation — stable, locally rearranged, scattered and unstable — which raises the possibility of improved targeting of clinical treatments. A number of tumours harboured focal amplifications, many containing druggable oncogenes, although at low individual prevalence. Genomic instability co-segregated with inactivation of DNA maintenance genes and a mutational signature of DNA damage repair deficiency. In a proof-of-concept study, the authors show the potential utility of these genomic signatures as putative biomarkers for therapeutic selection.

Pancreatic cancer is a highly lethal malignancy with few effective therapies. We performed exome sequencing and copy number analysis to define genomic aberrations in a prospectively accrued clinical cohort (n = 142) of early (stage I and II) sporadic pancreatic ductal adenocarcinoma. Detailed analysis of 99 informative tumours identified substantial heterogeneity with 2,016 non-silent mutations and 1,628 copy-number variations. We define 16 significantly mutated genes, reaffirming known mutations (KRAS, TP53, CDKN2A, SMAD4, MLL3, TGFBR2, ARID1A and SF3B1), and uncover novel mutated genes including additional genes involved in chromatin modification (EPC1 and ARID2), DNA damage repair (ATM) and other mechanisms (ZIM2, MAP2K4, NALCN, SLC16A4 and MAGEA6). Integrative analysis with in vitro functional data and animal models provided supportive evidence for potential roles for these genetic aberrations in carcinogenesis. Pathway-based analysis of recurrently mutated genes recapitulated clustering in core signalling pathways in pancreatic ductal adenocarcinoma, and identified new mutated genes in each pathway. We also identified frequent and diverse somatic aberrations in genes described traditionally as embryonic regulators of axon guidance, particularly SLIT/ROBO signalling, which was also evident in murine Sleeping Beauty transposon-mediated somatic mutagenesis models of pancreatic cancer, providing further supportive evidence for the potential involvement of axon guidance genes in pancreatic carcinogenesis. Exome sequencing and copy number analysis are used to define genomic aberrations in early sporadic pancreatic ductal adenocarcinoma; among the findings are mutations in genes involved in chromatin modification and DNA damage repair, and frequent and diverse somatic aberrations in genes known as embryonic regulators of axon guidance. This large-scale study presents exome sequencing and copy number variant analysis from 142 patients with pancreatic ductal adenocarcinoma, the most common form of pancreatic cancer. Among the findings are mutations in genes involved in chromatin modification and DNA damage repair, not previously implicated in this disease. Importantly, the data show that abnormal expression of genes involved in slit and semaphorin signalling is associated with poor patient survival, and in animal models was associated with disease development and progression.

The diagnosis of pancreatic neuroendocrine tumours (PanNETs) is increasing owing to more sensitive detection methods, and this increase is creating challenges for clinical management. We performed whole-genome sequencing of 102 primary PanNETs and defined the genomic events that characterize their pathogenesis. Here we describe the mutational signatures they harbour, including a deficiency in G:C > T:A base excision repair due to inactivation of MUTYH, which encodes a DNA glycosylase. Clinically sporadic PanNETs contain a larger-than-expected proportion of germline mutations, including previously unreported mutations in the DNA repair genes MUTYH, CHEK2 and BRCA2. Together with mutations in MEN1 and VHL, these mutations occur in 17% of patients. Somatic mutations, including point mutations and gene fusions, were commonly found in genes involved in four main pathways: chromatin remodelling, DNA damage repair, activation of mTOR signalling (including previously undescribed EWSR1 gene fusions), and telomere maintenance. In addition, our gene expression analyses identified a subgroup of tumours associated with hypoxia and HIF signalling. The genomes of 102 primary pancreatic neuroendocrine tumours have been sequenced, revealing mutations in genes with functions such as chromatin remodelling, DNA damage repair, mTOR activation and telomere maintenance, and a greater-than-expected contribution from germ line mutations. Pancreatic neuroendocrine tumours (PanNETs) are the second most common epithelial neoplasm of the pancreas. Aldo Scarpa, Sean Grimmond and colleagues report whole-genome sequencing of 102 primary PanNETs and present analysis of their mutational signatures as part of the International Cancer Genome Consortium. They find frequent mutations in genes with functions that include chromatin remodelling, DNA damage repair, activation of mTOR signalling, and telomere maintenance. They also identify mutational signatures, including one resulting from inactivation of the DNA repair gene MUTYH, and report a larger than expected germline contribution to PanNET development.

Abstract The tumor immune microenvironment is a main contributor to cancer progression and a promising therapeutic target for oncology. However, immune microenvironments vary profoundly between patients and biomarkers for prognosis and treatment response lack precision. A comprehensive compendium of tumor immune cells is required to pinpoint predictive cellular states and their spatial localization. We generated a single-cell tumor immune atlas, jointly analyzing >500,000 cells from 217 patients and 13 cancer types, providing the basis for a patient stratification based on immune cell compositions. Projecting immune cells from external tumors onto the atlas facilitated an automated cell annotation system for a harmonized interpretation. To enable in situ mapping of immune populations for digital pathology, we applied SPOTlight , combining single-cell and spatial transcriptomics data and identifying striking spatial immune cell patterns in tumor sections. We expect the tumor immune cell atlas, together with our versatile toolbox for precision oncology, to advance currently applied stratification approaches for prognosis and immuno-therapy.

The open-label, phase III EVOKE-01 study evaluated sacituzumab govitecan (SG) versus standard-of-care docetaxel in metastatic non-small cell lung cancer (mNSCLC) with progression on/after platinum-based chemotherapy, anti-PD-(L)1, and targeted treatment for actionable genomic alterations (AGAs). Primary analysis is reported.

e14538 Background: Immune checkpoint inhibitors are widely used in oncology. However, immune-related adverse events (iRAEs) are idiosyncratic and can be severe. The overall incidence is 27%, with severe iRAEs occurring in 6% of patients. We hypothesised that distinct immune cell phenotypes (gene expression) correlate with immune-related toxicity from checkpoint inhibitor immunotherapy. Single-cell RNA sequencing (scRNA-seq) is a powerful tool that can assay the gene expression of thousands of individual cells. RPS26 expression mediates CD4/CD8 T cell activation through a known trans-expressive quantitative trait locus at rs1131017 and is linked with autoimmunity. FOS and JUN encode for c-Fos and c-Jun, which dimerise to create the activator protein-1 complex, a well-established transcriptional factor of the immune system. c-Fos is an immunoregulator known to suppress pro-inflammatory cytokines, suggesting that c-FOS deficiency plays a crucial role in developing autoimmunity. We aimed to analyse the transcriptomic differences of peripheral immune cells between patients who experienced severe checkpoint inhibitor therapy iRAE and those who did not. Methods: We identified a pilot cohort of eight patients who developed grade three or above toxicity due to immune checkpoint inhibitors and eight controls who were matched for age, cancer and treatment type. Peripheral blood mononuclear cells were collected prospectively at baseline and two subsequent treatment cycles. Cells were captured on the 10x Chromium platform, and libraries were sequenced to 30,000 reads per cell. Samples were demultiplexed, and the data was analysed with the Seurat package on R statistical software (version 4.3.0). Results: Five patients had baseline samples only, two patients had two samples from two cycles, and one patient had samples from three cycles. After quality control filtering, we identified 36,288 cells from 16 individuals and 24 samples. Immune cells were annotated with the Azimuth package into 29 subtypes. We identified differences in cell proportions of immune cell subsets in the toxicity vs control group, including B naive cells (5.57% vs 3.71% p=0.01) and reduced cytotoxic CD4 T lymphocyte cells (0.66% vs 2.26%, p=0.005). Differential gene expression analysis identified a significantly high expression of ribosomal genes, particularly RPS26, in multiple cell types at baseline (p<0.01) and reduced expression of FOS and JUN-related genes in CD14 and CD16 monocytes, CD4 and CD8 T cells in the toxicity cohort (p<0.01). Conclusions: Overexpression of ribosomal genes and reduced expression of FOS/ JUN genes amongst PBMCs at baseline are potentially predictive biomarkers of severe checkpoint inhibitor immunotherapy toxicity. Validation of these findings in a larger cohort is in progress.

Abstract We present a cohort review of TORS resection for HPV-associated oropharyngeal squamous cell carcinoma (OPSCC) and its associated oncological outcomes spanning a 10-year period. A retrospective case series review was performed of patients undergoing primary surgical treatment for HPV-associated OPSCC through the St. Vincent’s Head and Neck Cancer service from 2011 to 2022. The primary outcomes were to investigate complete resection of the primary tumour, rates of recurrence, and survival analysis. Secondary outcomes included complications, rates of adjuvant therapy, sites of recurrence and rates of percutaneous endoscopic gastrostomy (PEG). 184 patients underwent TORS-based therapy with neck dissection, and guideline-directed adjuvant therapy for HPV-associated OPSCC. Our median follow-up was 46 months. The positive margin rate on final histopathology analysis was 10.9%. Adjuvant therapy was indicated in 85 patients (46%). The local recurrence rate was 10.9% with the majority (80%) of patients recurring in the first 3 years since treatment. The disease-specific survival at 3 years was 98.6% and at 5 years was 94.4%. The 3-year and 5-year OS for the cohort was 96.7% and 92.5%, respectively. The presence of extranodal extension and positive margins were associated with increased risk of recurrence, whereas adjuvant therapy was found to be a protective factor for both overall recurrence and survival. Major complications occurred in 12 patients (6.5%), resulting in one death. This study has demonstrated that primary surgical therapy for HPV-associated OPSCC is a safe and effective treatment modality with low local recurrence and complication rates, and overall survival benefits.

Abstract We previously used a pulse-based in vitro assay to unveil targetable signalling pathways associated with innate cisplatin resistance in lung adenocarcinoma (Hastings et al., 2020). Here we advanced this model system and identified a non- genetic mechanism of resistance that drives recovery and regrowth in a subset of cells. Using RNAseq and a suite of biosensors to track single cell fates both in vitro and in vivo, we identified that early S phase cells have a greater ability to maintain proliferative capacity, which correlated with reduced DNA damage over multiple generations. In contrast, cells in G1, late S or those treated with PARP/RAD51 inhibitors, maintained higher levels of DNA damage and underwent prolonged S/G2 phase arrest and senescence. Combined with our previous work, these data indicate that there is a non-genetic mechanism of resistance in lung adenocarcinoma that is dependent on the cell cycle stage at the time of cisplatin exposure.

Identification of clinically viable strategies for overcoming resistance to platinum chemotherapy in lung adenocarcinoma has been hampered by inappropriately tailored in vitro assays of drug response. Therefore, using a pulse model that closely recapitulates the in vivo pharmacokinetics of platinum therapy, we profiled cisplatin-induced signalling, DNA damage and apoptotic responses across a panel of lung adenocarcinoma cell lines. By coupling this data with real-time, single cell imaging of cell cycle and apoptosis, we show that TP53 mutation status influenced the mode of cisplatin induced cell cycle arrest, but could not predict cisplatin sensitivity. In contrast, P70S6K-mediated signalling promoted resistance by increasing p53/p63 and p21 expression, reducing double-stranded DNA breaks and apoptosis. Targeting P70S6K sensitised both TP53 wildtype and null lines to cisplatin, but not TP53 mutant lines. In summary, using in vitro assays that mimic in vivo pharmacokinetics identified P70S6K as a robust mediator of cisplatin resistance and highlighted the importance of considering somatic mutation status when designing patient-specific combination therapies.

Summary Adult-type diffuse gliomas are a family of aggressive brain tumours with few effective treatments. Their complex cellular makeup adds to the challenge of finding successful therapies. This intratumoural heterogeneity is fuelled by a subpopulation of glioma stem-like cells (GSCs) that drive tumour growth and resistance to standard treatments. Previous research focused on the three glioma types (astrocytoma, oligodendroglioma, glioblastoma) individually revealed malignant cells mimic the transcriptional profiles of normal brain cell types. Whether these diverse cellular states stem from a shared biological origin is unknown. Here, we show through single-cell RNA sequencing of 40 glioma tumours that all gliomas are described by seven recurring cell states. We also identify a shared astrocyte-like GSC population. Our unique method of identifying GSCs, based on reconstructed tumour phylogenies, repositions astrocyte-like cells at the apex of a differentiation hierarchy in glioma. Our findings indicate the transcriptional heterogeneity observed in gliomas stems from a GSC population recapitulating lineages of healthy adult neural stem cells. These results suggest a shared lineage drives the intratumoural heterogeneity observed in adult-type diffuse gliomas. We anticipate that a deeper understanding of the molecular mechanisms maintaining the GSC state will provide a new framework for future therapeutic development and research into glioma cell biology. Highlights Recurring cell states are shared across adult-type diffuse gliomas Reconstructed tumour phylogenies identify an astrocyte-like glioma stem cell population Tumour subclones are segregated non-randomly across cell states