The stromal compartment of the tumor microenvironment consists of a heterogeneous set of tissue-resident and tumor-infiltrating cells, which are profoundly moulded by cancer cells. An outstanding question is to what extent this heterogeneity is similar between cancers affecting different organs. Here, we profile 233,591 single cells from patients with lung, colorectal, ovary and breast cancer (n = 36) and construct a pan-cancer blueprint of stromal cell heterogeneity using different single-cell RNA and protein-based technologies. We identify 68 stromal cell populations, of which 46 are shared between cancer types and 22 are unique. We also characterise each population phenotypically by highlighting its marker genes, transcription factors, metabolic activities and tissue-specific expression differences. Resident cell types are characterised by substantial tissue specificity, while tumor-infiltrating cell types are largely shared across cancer types. Finally, by applying the blueprint to melanoma tumors treated with checkpoint immunotherapy and identifying a naïve CD4+ T-cell phenotype predictive of response to checkpoint immunotherapy, we illustrate how it can serve as a guide to interpret scRNA-seq data. In conclusion, by providing a comprehensive blueprint through an interactive web server, we generate the first panoramic view on the shared complexity of stromal cells in different cancers.

Immune-checkpoint blockade (ICB) combined with neoadjuvant chemotherapy improves pathological complete response in breast cancer. To understand why only a subset of tumors respond to ICB, patients with hormone receptor-positive or triple-negative breast cancer were treated with anti-PD1 before surgery. Paired pre- versus on-treatment biopsies from treatment-naive patients receiving anti-PD1 (n = 29) or patients receiving neoadjuvant chemotherapy before anti-PD1 (n = 11) were subjected to single-cell transcriptome, T cell receptor and proteome profiling. One-third of tumors contained PD1-expressing T cells, which clonally expanded upon anti-PD1 treatment, irrespective of tumor subtype. Expansion mainly involved CD8+ T cells with pronounced expression of cytotoxic-activity (PRF1, GZMB), immune-cell homing (CXCL13) and exhaustion markers (HAVCR2, LAG3), and CD4+ T cells characterized by expression of T-helper-1 (IFNG) and follicular-helper (BCL6, CXCR5) markers. In pre-treatment biopsies, the relative frequency of immunoregulatory dendritic cells (PD-L1+), specific macrophage phenotypes (CCR2+ or MMP9+) and cancer cells exhibiting major histocompatibility complex class I/II expression correlated positively with T cell expansion. Conversely, undifferentiated pre-effector/memory T cells (TCF7+, GZMK+) or inhibitory macrophages (CX3CR1+, C3+) were inversely correlated with T cell expansion. Collectively, our data identify various immunophenotypes and associated gene sets that are positively or negatively correlated with T cell expansion following anti-PD1 treatment. We shed light on the heterogeneity in treatment response to anti-PD1 in breast cancer. Transcriptomic and proteomic profiling of breast cancer biopsies identifies baseline features of the tumor immune microenvironment associated with T cell clonal expansion following neoadjuvant anti-PD-1 treatment.

Purpose To uncover the neural substrate of cognitive impairment related to adjuvant chemotherapy, we studied cerebral white matter (WM) integrity before and after chemotherapy by using magnetic resonance diffusion tensor imaging (DTI) in combination with detailed cognitive assessment. Patients and Methods Thirty-four young premenopausal women with early-stage breast cancer who were exposed to chemotherapy underwent neuropsychologic testing and DTI before the start of chemotherapy (t1) and 3 to 4 months after treatment (t2). Sixteen patients not exposed to chemotherapy and 19 age-matched healthy controls underwent the same assessment at matched intervals. In all groups, we used paired t tests to study changes in neuropsychologic test scores and whole-brain voxel-based paired t tests to study changes in WM fractional anisotropy (FA; a DTI measure that reflects WM tissue organization), with depression scores and intelligence quotient as included covariates. We correlated changes of neuropsychologic test scores with the mean change of FA for regions that survived the paired t tests in patients treated with chemotherapy. Results In contrast to controls, the chemotherapy-treated group performed significantly worse on attention tests, psychomotor speed, and memory at t2 compared with t1 (P < .05). In the chemotherapy-treated group, we found significant decreases of FA in frontal, parietal, and occipital WM tracts after treatment (familywise error P < .05), whereas for both control groups, FA values were the same between t1 and t2. Furthermore, performance changes in attention and verbal memory correlated with mean regional FA changes in chemotherapy-treated patients (P < .05). Conclusion We report evidence of longitudinal changes in cognitive functioning and cerebral WM integrity after chemotherapy as well as an association between both.

A bstract The stromal compartment of the tumour microenvironment consists of a heterogeneous set of tissue-resident and tumour-infiltrating cells, which are profoundly moulded by cancer cells. An outstanding question is to what extent this heterogeneity is similar between cancers affecting different organs. Here, we profile 233,591 single cells from patients with lung, colorectal, ovary and breast cancer (n=36) and construct a pan-cancer blueprint of stromal cell heterogeneity using different single-cell RNA and protein-based technologies. We identify 68 stromal cell populations, of which 46 are shared between cancer types and 22 are unique. We also characterise each population phenotypically by highlighting its marker genes, transcription factors, metabolic activities and tissue-specific expression differences. Resident cell types are characterised by substantial tissue specificity, while tumour-infiltrating cell types are largely shared across cancer types. Finally, by applying the blueprint to melanoma tumours treated with checkpoint immunotherapy and identifying a naïve CD4 + T-cell phenotype predictive of response to checkpoint immunotherapy, we illustrate how it can serve as a guide to interpret scRNA-seq data. In conclusion, by providing a comprehensive blueprint through an interactive web server, we generate a first panoramic view on the shared complexity of stromal cells in different cancers.

(1) Background: This study aimed to describe upper-limb (UL) movement quality parameters in women after breast cancer surgery and to explore their clinical relevance in relation to post-surgical pain and disability. (2) Methods: UL movement quality was assessed in 30 women before and 3 weeks after surgery for breast cancer. Via accelerometer data captured from a sensor located at the distal end of the forearm on the operated side, various movement quality parameters (local dynamic stability, movement predictability, movement smoothness, movement symmetry, and movement variability) were investigated while women performed a cyclic, weighted reaching task. At both test moments, the Quick Disabilities of the Arm, Shoulder, and Hand (Quick DASH) questionnaire was filled out to assess UL disability and pain severity. (3) Results: No significant differences in movement quality parameters were found between the pre-surgical and post-surgical time points. No significant correlations between post-operative UL disability or pain severity and movement quality were found. (4) Conclusions: From this study sample, no apparent clinically relevant movement quality parameters could be derived for a cyclic, weighted reaching task. This suggests that the search for an easy-to-use, quantitative analysis tool for UL qualitative functioning to be used in research and clinical practice should continue.

Summary The lack of T-cell infiltrates is a major obstacle to effective immunotherapy in cancer. Conversely, the formation of tumor-associated tertiary-lymphoid-like structures (TA-TLS), which are the local site of humoral and cellular immune responses against cancers, are associated with good prognosis and have recently been detected in Immune Checkpoint Blockade (ICB)-responding patients. However, how these lymphoid aggregates develop remains poorly understood. By employing scRNA sequencing, endothelial fate mapping, and functional multiplex immune profiling, we demonstrate that antiangiogenic immune-modulating therapies evoke the transition of postcapillary venules into inflamed high endothelial venules (HEVs), which generate permissive TA-TLS-like lymphocyte niches with PD1 neg and PD1 + TCF1 + CD8 T cell progenitors that differentiate into GrzB + TCF1 neg TIM3 + PD1 + CD8 T effector cells. Tumor-HEVs require continuous CD8 and NK cell-derived lymphotoxin signals revealing that tumor-HEV maintenance is actively sculpted by the adaptive immune system through a feed-forward loop. In Brief Hua & Vella et al. reveal that effective antiangiogenic immunotherapy transitions postcapillary venules into inflamed high-endothelial venules (HEV), sustained by CD8 T and NK cell-derived signals through a feed-forward loop. Thereby, tumoral HEVs establish perivascular niches in which TCF1 + PD1+ lymphocytes expand and produce cytolytic PD1+ TIM3+ CD8 T cells that facilitate anti-tumoral immunity. Highlights High endothelial venule induction by anticancer immunotherapies generates perivascular immune niches permissive for TCF1 + PD1 + CD8 progenitor T cell expansion and production of TCF1 neg PD1 + TIM3 + CD8 effector T cells Tumoral high-endothelial venules exhibit characteristics of inflamed lymph node HEVs and postcapillary venules Postcapillary venules dynamically transdifferentiate into high-endothelial venules in tumors, which requires continuous signals from surrounding immune cells CD8 and NK cells drive tumoral high-endothelial venule formation during antiangiogenic immunotherapies in a feed-forward loop via lymphotoxin beta receptor signaling

Abstract Background Copy number variants (CNVs) are pervasive in the human genome but potential disease associations with rare CNVs have not been comprehensively assessed in large datasets. We analysed rare CNVs in genes and non-coding regions for 86,788 breast cancer cases and 76,122 controls of European ancestry with genome-wide array data. Results Gene burden tests detected the strongest association for deletions in BRCA1 (P= 3.7E-18). Nine other genes were associated with a p-value < 0.01 including known susceptibility genes CHEK2 (P= 0.0008), ATM (P= 0.002) and BRCA2 (P= 0.008). Outside the known genes we detected associations with p-values < 0.001 for either overall or subtype-specific breast cancer at nine deletion regions and four duplication regions. Three of the deletion regions were in established common susceptibility loci. Conclusions This is the first genome-wide analysis of rare CNVs in a large breast cancer case-control dataset. We detected associations with exonic deletions in established breast cancer susceptibility genes. We also detected suggestive associations with non-coding CNVs in known and novel loci with large effects sizes. Larger sample sizes will be required to reach robust levels of statistical significance.