Summary

Background

 Rucaparib, a poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor, has anticancer activity in recurrent ovarian carcinoma harbouring a BRCA mutation or high percentage of genome-wide loss of heterozygosity. In this trial we assessed rucaparib versus placebo after response to second-line or later platinum-based chemotherapy in patients with high-grade, recurrent, platinum-sensitive ovarian carcinoma. 

Methods

 In this randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 3 trial, we recruited patients from 87 hospitals and cancer centres across 11 countries. Eligible patients were aged 18 years or older, had a platinum-sensitive, high-grade serous or endometrioid ovarian, primary peritoneal, or fallopian tube carcinoma, had received at least two previous platinum-based chemotherapy regimens, had achieved complete or partial response to their last platinum-based regimen, had a cancer antigen 125 concentration of less than the upper limit of normal, had a performance status of 0–1, and had adequate organ function. Patients were ineligible if they had symptomatic or untreated central nervous system metastases, had received anticancer therapy 14 days or fewer before starting the study, or had received previous treatment with a poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor. We randomly allocated patients 2:1 to receive oral rucaparib 600 mg twice daily or placebo in 28 day cycles using a computer-generated sequence (block size of six, stratified by homologous recombination repair gene mutation status, progression-free interval after the penultimate platinum-based regimen, and best response to the most recent platinum-based regimen). Patients, investigators, site staff, assessors, and the funder were masked to assignments. The primary outcome was investigator-assessed progression-free survival evaluated with use of an ordered step-down procedure for three nested cohorts: patients with BRCA mutations (carcinoma associated with deleterious germline or somatic BRCA mutations), patients with homologous recombination deficiencies (BRCA mutant or BRCA wild-type and high loss of heterozygosity), and the intention-to-treat population, assessed at screening and every 12 weeks thereafter. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01968213; enrolment is complete. 

Findings

 Between April 7, 2014, and July 19, 2016, we randomly allocated 564 patients: 375 (66%) to rucaparib and 189 (34%) to placebo. Median progression-free survival in patients with a BRCA-mutant carcinoma was 16·6 months (95% CI 13·4–22·9; 130 [35%] patients) in the rucaparib group versus 5·4 months (3·4–6·7; 66 [35%] patients) in the placebo group (hazard ratio 0·23 [95% CI 0·16–0·34]; p<0·0001). In patients with a homologous recombination deficient carcinoma (236 [63%] vs 118 [62%]), it was 13·6 months (10·9–16·2) versus 5·4 months (5·1–5·6; 0·32 [0·24–0·42]; p<0·0001). In the intention-to-treat population, it was 10·8 months (8·3–11·4) versus 5·4 months (5·3–5·5; 0·36 [0·30–0·45]; p<0·0001). Treatment-emergent adverse events of grade 3 or higher in the safety population (372 [99%] patients in the rucaparib group vs 189 [100%] in the placebo group) were reported in 209 (56%) patients in the rucaparib group versus 28 (15%) in the placebo group, the most common of which were anaemia or decreased haemoglobin concentration (70 [19%] vs one [1%]) and increased alanine or aspartate aminotransferase concentration (39 [10%] vs none). 

Interpretation

 Across all primary analysis groups, rucaparib significantly improved progression-free survival in patients with platinum-sensitive ovarian cancer who had achieved a response to platinum-based chemotherapy. ARIEL3 provides further evidence that use of a poly(ADP-ribose) polymerase inhibitor in the maintenance treatment setting versus placebo could be considered a new standard of care for women with platinum-sensitive ovarian cancer following a complete or partial response to second-line or later platinum-based chemotherapy. 

Funding

 Clovis Oncology.

Summary

Background

 Poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitors have activity in ovarian carcinomas with homologous recombination deficiency. Along with BRCA1 and BRCA2 (BRCA) mutations genomic loss of heterozygosity (LOH) might also represent homologous recombination deficiency. In ARIEL2, we assessed the ability of tumour genomic LOH, quantified with a next-generation sequencing assay, to predict response to rucaparib, an oral PARP inhibitor. 

Methods

 ARIEL2 is an international, multicentre, two-part, phase 2, open-label study done at 49 hospitals and cancer centres in Australia, Canada, France, Spain, the UK, and the USA. In ARIEL2 Part 1, patients with recurrent, platinum-sensitive, high-grade ovarian carcinoma were classified into one of three predefined homologous recombination deficiency subgroups on the basis of tumour mutational analysis: BRCA mutant (deleterious germline or somatic), BRCA wild-type and LOH high (LOH high group), or BRCA wild-type and LOH low (LOH low group). We prespecified a cutoff of 14% or more genomic LOH for LOH high. Patients began treatment with oral rucaparib at 600 mg twice per day for continuous 28 day cycles until disease progression or any other reason for discontinuation. The primary endpoint was progression-free survival. All patients treated with at least one dose of rucaparib were included in the safety analyses and all treated patients who were classified were included in the primary endpoint analysis. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01891344. Enrolment into ARIEL2 Part 1 is complete, although an extension (Part 2) is ongoing. 

Findings

 256 patients were screened and 206 were enrolled between Oct 30, 2013, and Dec 19, 2014. At the data cutoff date (Jan 18, 2016), 204 patients had received rucaparib, with 28 patients remaining in the study. 192 patients could be classified into one of the three predefined homologous recombination deficiency subgroups: BRCA mutant (n=40), LOH high (n=82), or LOH low (n=70). Tumours from 12 patients were established as BRCA wild-type, but could not be classified for LOH, because of insufficient neoplastic nuclei in the sample. The median duration of treatment for the 204 patients was 5·7 months (IQR 2·8–10·1). 24 patients in the BRCA mutant subgroup, 56 patients in the LOH high subgroup, and 59 patients in the LOH low subgroup had disease progression or died. Median progression-free survival after rucaparib treatment was 12·8 months (95% CI 9·0–14·7) in the BRCA mutant subgroup, 5·7 months (5·3–7·6) in the LOH high subgroup, and 5·2 months (3·6–5·5) in the LOH low subgroup. Progression-free survival was significantly longer in the BRCA mutant (hazard ratio 0·27, 95% CI 0·16–0·44, p<0·0001) and LOH high (0·62, 0·42–0·90, p=0·011) subgroups compared with the LOH low subgroup. The most common grade 3 or worse treatment-emergent adverse events were anaemia or decreased haemoglobin (45 [22%] patients), and elevations in alanine aminotransferase or aspartate aminotransferase (25 [12%]). Common serious adverse events included small intestinal obstruction (10 [5%] of 204 patients), malignant neoplasm progression (10 [5%]), and anaemia (nine [4%]). Three patients died during the study (two because of disease progression and one because of sepsis and disease progression). No treatment-related deaths occurred. 

Interpretation

 In patients with BRCA mutant or BRCA wild-type and LOH high platinum-sensitive ovarian carcinomas treated with rucaparib, progression-free survival was longer than in patients with BRCA wild-type LOH low carcinomas. Our results suggest that assessment of tumour LOH can be used to identify patients with BRCA wild-type platinum-sensitive ovarian cancers who might benefit from rucaparib. These results extend the potential usefulness of PARP inhibitors in the treatment setting beyond BRCA mutant tumours. 

Funding

 Clovis Oncology, US Department of Defense Ovarian Cancer Research Program, Stand Up To Cancer—Ovarian Cancer Research Fund Alliance—National Ovarian Cancer Coalition Dream Team Translational Research Grant, and V Foundation Translational Award.

The platinum chemotherapeutics such as cisplatin and carboplatin are in clinical use in patients with BRCA2-mutated ovarian cancer. The initial response is generally good but most ovarian carcinomas ultimately become resistant to therapy. Two papers in this issue have identified a possible cause of this resistance as further mutation of the BRCA2 gene. Mutations in BRCA2 are associated with familial breast and ovarian cancer. Loss of BRCA2 function impairs DNA repair by homologous recombination and renders cells particular sensitive to cisplatin and also to PARP (poly (ADP-ribose) polymerase) inhibitors. The secondary 'resistance' mutations act by restoring the wild-type BRCA2 reading frame. Ovarian carcinomas with mutations in the tumour suppressor BRCA2 are particularly sensitive to platinum compounds1. However, such carcinomas ultimately develop cisplatin resistance. The mechanism of that resistance is largely unknown2. Here we show that acquired resistance to cisplatin can be mediated by secondary intragenic mutations in BRCA2 that restore the wild-type BRCA2 reading frame. First, in a cisplatin-resistant BRCA2-mutated breast-cancer cell line, HCC1428, a secondary genetic change in BRCA2 rescued BRCA2 function. Second, cisplatin selection of a BRCA2-mutated pancreatic cancer cell line, Capan-1 (refs 3, 4), led to five different secondary mutations that restored the wild-type BRCA2 reading frame. All clones with secondary mutations were resistant both to cisplatin and to a poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitor (AG14361). Finally, we evaluated recurrent cancers from patients whose primary BRCA2-mutated ovarian carcinomas were treated with cisplatin. The recurrent tumour that acquired cisplatin resistance had undergone reversion of its BRCA2 mutation. Our results suggest that secondary mutations that restore the wild-type BRCA2 reading frame may be a major clinical mediator of acquired resistance to platinum-based chemotherapy.

Aneuploidy, whole chromosome or chromosome arm imbalance, is a near-universal characteristic of human cancers. In 10,522 cancer genomes from The Cancer Genome Atlas, aneuploidy was correlated with TP53 mutation, somatic mutation rate, and expression of proliferation genes. Aneuploidy was anti-correlated with expression of immune signaling genes, due to decreased leukocyte infiltrates in high-aneuploidy samples. Chromosome arm-level alterations show cancer-specific patterns, including loss of chromosome arm 3p in squamous cancers. We applied genome engineering to delete 3p in lung cells, causing decreased proliferation rescued in part by chromosome 3 duplication. This study defines genomic and phenotypic correlates of cancer aneuploidy and provides an experimental approach to study chromosome arm aneuploidy.

Summary

 DNA damage repair (DDR) pathways modulate cancer risk, progression, and therapeutic response. We systematically analyzed somatic alterations to provide a comprehensive view of DDR deficiency across 33 cancer types. Mutations with accompanying loss of heterozygosity were observed in over 1/3 of DDR genes, including TP53 and BRCA1/2. Other prevalent alterations included epigenetic silencing of the direct repair genes EXO5, MGMT, and ALKBH3 in ∼20% of samples. Homologous recombination deficiency (HRD) was present at varying frequency in many cancer types, most notably ovarian cancer. However, in contrast to ovarian cancer, HRD was associated with worse outcomes in several other cancers. Protein structure-based analyses allowed us to predict functional consequences of rare, recurrent DDR mutations. A new machine-learning-based classifier developed from gene expression data allowed us to identify alterations that phenocopy deleterious TP53 mutations. These frequent DDR gene alterations in many human cancers have functional consequences that may determine cancer progression and guide therapy.

Abstract Purpose: Hallmarks of germline BRCA1/2-associated ovarian carcinomas include chemosensitivity and improved survival. The therapeutic impact of somatic BRCA1/2 mutations and mutations in other homologous recombination DNA repair genes is uncertain. Experimental Design: Using targeted capture and massively parallel genomic sequencing, we assessed 390 ovarian carcinomas for germline and somatic loss-of-function mutations in 30 genes, including BRCA1, BRCA2, and 11 other genes in the homologous recombination pathway. Results: Thirty-one percent of ovarian carcinomas had a deleterious germline (24%) and/or somatic (9%) mutation in one or more of the 13 homologous recombination genes: BRCA1, BRCA2, ATM, BARD1, BRIP1, CHEK1, CHEK2, FAM175A, MRE11A, NBN, PALB2, RAD51C, and RAD51D. Nonserous ovarian carcinomas had similar rates of homologous recombination mutations to serous carcinomas (28% vs. 31%, P = 0.6), including clear cell, endometrioid, and carcinosarcoma. The presence of germline and somatic homologous recombination mutations was highly predictive of primary platinum sensitivity (P = 0.0002) and improved overall survival (P = 0.0006), with a median overall survival of 66 months in germline homologous recombination mutation carriers, 59 months in cases with a somatic homologous recombination mutation, and 41 months for cases without a homologous recombination mutation. Conclusions: Germline or somatic mutations in homologous recombination genes are present in almost one third of ovarian carcinomas, including both serous and nonserous histologies. Somatic BRCA1/2 mutations and mutations in other homologous recombination genes have a similar positive impact on overall survival and platinum responsiveness as germline BRCA1/2 mutations. The similar rate of homologous recombination mutations in nonserous carcinomas supports their inclusion in PARP inhibitor clinical trials. Clin Cancer Res; 20(3); 764–75. ©2013 AACR.

Inherited loss-of-function mutations in BRCA1 and BRCA2 and other tumor suppressor genes predispose to ovarian carcinomas, but the overall burden of disease due to inherited mutations is not known. Using targeted capture and massively parallel genomic sequencing, we screened for germ-line mutations in 21 tumor suppressor genes in genomic DNA from women with primary ovarian, peritoneal, or fallopian tube carcinoma. Subjects were consecutively enrolled at diagnosis and not selected for age or family history. All classes of mutations, including point mutations and large genomic deletions and insertions, were detected. Of 360 subjects, 24% carried germ-line loss-of-function mutations: 18% in BRCA1 or BRCA2 and 6% in BARD1, BRIP1, CHEK2, MRE11A, MSH6, NBN, PALB2, RAD50, RAD51C, or TP53. Six of these genes were not previously implicated in inherited ovarian carcinoma. Primary carcinomas were generally characterized by genomic loss of normal alleles of the mutant genes. Of women with inherited mutations, >30% had no family history of breast or ovarian carcinoma, and >35% were 60 y or older at diagnosis. More patients with ovarian carcinoma carry cancer-predisposing mutations and in more genes than previously appreciated. Comprehensive genetic testing for inherited carcinoma is warranted for all women with ovarian, peritoneal, or fallopian tube carcinoma, regardless of age or family history. Clinical genetic testing is currently done gene by gene, with each test costing thousands of dollars. In contrast, massively parallel sequencing allows such testing for many genes simultaneously at low cost.

Data are limited regarding the use of poly(adenosine diphosphate [ADP]–ribose) polymerase inhibitors, such as veliparib, in combination with chemotherapy followed by maintenance as initial treatment in patients with high-grade serous ovarian carcinoma.

We conducted the largest investigation of predisposition variants in cancer to date, discovering 853 pathogenic or likely pathogenic variants in 8% of 10,389 cases from 33 cancer types. Twenty-one genes showed single or cross-cancer associations, including novel associations of SDHA in melanoma and PALB2 in stomach adenocarcinoma. The 659 predisposition variants and 18 additional large deletions in tumor suppressors, including ATM, BRCA1, and NF1, showed low gene expression and frequent (43%) loss of heterozygosity or biallelic two-hit events. We also discovered 33 such variants in oncogenes, including missenses in MET, RET, and PTPN11 associated with high gene expression. We nominated 47 additional predisposition variants from prioritized VUSs supported by multiple evidences involving case-control frequency, loss of heterozygosity, expression effect, and co-localization with mutations and modified residues. Our integrative approach links rare predisposition variants to functional consequences, informing future guidelines of variant classification and germline genetic testing in cancer.

ContextGenetic testing for inherited mutations in BRCA1 and BRCA2 has become integral to the care of women with a severe family history of breast or ovarian cancer, but an unknown number of patients receive negative (ie, wild-type) results when they actually carry a pathogenic BRCA1 or BRCA2 mutation. Furthermore, other breast cancer genes generally are not evaluated.ObjectiveTo determine the frequency and types of undetected cancer-predisposing mutations in BRCA1, BRCA2, CHEK2, TP53, and PTEN among patients with breast cancer from high-risk families with negative (wild-type) genetic test results for BRCA1 and BRCA2.Design, Setting, and ParticipantsBetween 2002-2005, probands from 300 US families with 4 or more cases of breast or ovarian cancer but with negative (wild-type) commercial genetic test results for BRCA1 and BRCA2 were screened by multiple DNA-based and RNA-based methods to detect genomic rearrangements in BRCA1 and BRCA2 and germline mutations of all classes in CHEK2, TP53, and PTEN.Main Outcome MeasuresPreviously undetected germline mutations in BRCA1, BRCA2, CHEK2, TP53, and PTEN that predispose to breast cancer; frequencies of these mutations among families with negative genetic test results.ResultsOf the 300 probands, 52 (17%) carried previously undetected mutations, including 35 (12%) with genomic rearrangements of BRCA1 or BRCA2, 14 (5%) with CHEK2 mutations, and 3 (1%) with TP53 mutations. At BRCA1 and BRCA2, 22 different genomic rearrangements were found, of sizes less than 1 kb to greater than 170 kb; of these, 14 were not previously described and all were individually rare. At CHEK2, a novel 5.6-kb genomic deletion was discovered in 2 families of Czechoslovakian ancestry. This deletion was found in 8 of 631 (1.3%) patients with breast cancer and in none of 367 healthy controls in the Czech and Slovak Republics. For all rearrangements, exact genomic breakpoints were determined and diagnostic primers validated. The 3 families with TP53 mutations included cases of childhood sarcoma or brain tumors in addition to multiple cases of breast cancer.ConclusionsThe mutational spectra of BRCA1 and BRCA2 include many high-penetrance, individually rare genomic rearrangements. Among patients with breast cancer and severe family histories of cancer who test negative (wild type) for BRCA1 and BRCA2, approximately 12% can be expected to carry a large genomic deletion or duplication in one of these genes, and approximately 5% can be expected to carry a mutation in CHEK2 or TP53. Effective methods for identifying these mutations should be made available to women at high risk.