Background Lynch syndrome is caused by germline mutations in MSH2, MLH1, MSH6, and PMS2 mismatch-repair genes and leads to a high risk of colorectal and endometrial cancer. We previously showed that constitutional 3′ end deletions of EPCAM can cause Lynch syndrome through epigenetic silencing of MSH2 in EPCAM-expressing tissues, resulting in tissue-specific MSH2 deficiency. We aim to establish the risk of cancer associated with such EPCAM deletions. Methods We obtained clinical data for 194 carriers of a 3′ end EPCAM deletion from 41 families known to us at the Radboud University Nijmegen Medical Centre, Nijmegen, Netherlands and compared cancer risk with data from a previously described cohort of 473 carriers from 91 families with mutations in MLH1, MSH2, MSH6, or a combined EPCAM–MSH2 deletion. Findings 93 of the 194 EPCAM deletion carriers were diagnosed with colorectal cancer; three of the 92 women with EPCAM deletions were diagnosed with endometrial cancer. Carriers of an EPCAM deletion had a 75% (95% CI 65–85) cumulative risk of colorectal cancer before the age of 70 years (mean age at diagnosis 43 years [SD 12]), which did not differ significantly from that of carriers of combined EPCAM–MSH2 deletion (69% [95% CI 47–91], p=0·8609) or mutations in MSH2 (77% [64–90], p=0·5892) or MLH1 (79% [68–90], p=0·5492), but was higher than noted for carriers of MSH6 mutation (50% [38–62], p<0·0001). By contrast, women with EPCAM deletions had a 12% [0–27] cumulative risk of endometrial cancer, which was lower than was that noted for carriers of a combined EPCAM–MSH2 deletion (55% [20–90], p<0·0001) or of a mutation in MSH2 (51% [33–69], p=0·0006) or MSH6 (34% [20–48], p=0·0309), but did not differ significantly from that noted for MLH1 (33% [15–51], p=0·1193) mutation carriers. This risk seems to be restricted to deletions that extend close to the MSH2 gene promoter. Of 194 carriers of an EPCAM deletion, three had duodenal cancer and four had pancreatic cancer. Interpretation EPCAM deletion carriers have a high risk of colorectal cancer; only those with deletions extending close to the MSH2 promoter have an increased risk of endometrial cancer. These results underscore the effect of mosaic MSH2 deficiency, leading to variable cancer risks, and could form the basis of an optimised protocol for the recognition and targeted prevention of cancer in EPCAM deletion carriers. Funding Sacha Swarttouw-Hijmans Foundation, Dutch Cancer Society, Deutsche Krebshilfe (German Cancer Aid), Hong Kong Cancer Fund, Hungarian Research Grant OTKA, Norwegian EEA Financial Mechanism (Hungarian National Institute of Oncology), and US National Cancer Institute.

Abstract Motivation The increase in speed, reliability and cost-effectiveness of high-throughput sequencing has led to the widespread clinical application of genome (WGS), exome (WXS) and transcriptome analysis. WXS and RNA sequencing is now being implemented as standard of care for patients and for patients included in clinical studies. To keep track of sample relationships and analyses, a platform is needed that can unify metadata for diverse sequencing strategies with sample metadata whilst supporting automated and reproducible analyses. In essence ensuring that analysis is conducted consistently, and data is Findable, Accessible, Interoperable and Reusable (FAIR). Results We present “Trecode”, a framework that records both clinical and research sample (meta) data and manages computational genome analysis workflows executed for both settings. Thereby achieving tight integration between analyses results and sample metadata. With complete, consistent and FAIR (meta) data management in a single platform, stacked bioinformatic analyses are performed automatically and tracked by the database ensuring data provenance, reproducibility and reusability which is key in worldwide collaborative translational research. Availability and implementation The Trecode data model, codebooks, NGS workflows and client programs are currently being cleared from local compute infrastructure dependencies and will become publicly available in spring 2021. Contact p.kemmeren@prinsesmaximacentrum.nl

Abstract Background Gene fusions are important cancer drivers in pediatric cancer and their accurate detection is essential for diagnosis and treatment. Clinical decision-making requires high confidence and precision of detection. Recent developments show RNA sequencing (RNA-seq) is promising for genome-wide detection of fusion products, but hindered by many false positives that require extensive manual curation and impede discovery of pathogenic fusions. Results We developed Fusion-sq to detect tumor-specific gene fusions by integrating and “fusing” evidence from RNA-seq and whole genome sequencing (WGS) using intron-exon gene structure. In a pediatric pan-cancer cohort of 130 patients, we identified 165 high confidence tumor-specific gene fusions and their underlying structural variants (SVs). This includes all clinically relevant fusions known to be present in this cohort (30 patients). Fusion-sq distinguishes healthy-occurring from tumor-specific fusions, and resolves fusions in amplified regions and copy number unstable genomes. A high gene fusion burden is associated with copy number instability. We identified 27 potentially pathogenic fusions involving oncogenes or tumor-suppressor genes characterised by underlying SVs or expression changes indicative of activating or disruptive effects. Conclusions Our results indicate how clinically relevant and potentially pathogenic gene fusions can be identified and their functional effects investigated by combining WGS and RNA-seq. Integrating RNA fusion predictions with underlying SVs advances fusion detection beyond extensive manual filtering. Taken together, we developed a method for identifying candidate fusions that is suitable for precision oncology applications. Our method provides multi-omics evidence for assessing the pathogenicity of tumor-specific fusions for future clinical decision making.

Background: In pediatric cancer, structural variants (SVs) and copy number alterations can contribute to cancer initiation and progression, and hence aid diagnosis and treatment stratification. The few studies into complex rearrangements have found associations with tumor aggressiveness or poor outcome. Yet, their prevalence and biological relevance across pediatric solid tumors remains unknown. Results: In a cohort of 120 primary tumors, we systematically characterized patterns of extrachromosomal DNA, chromoplexy and chromothripsis across five pediatric solid cancer types: neuroblastoma, Ewing sarcoma, Wilms tumor, hepatoblastoma and rhabdomyosarcoma. Complex SVs were identified in 56 tumors (47%) and different classes occurred across multiple cancer types. Recurrently mutated regions tend to be cancer-type specific and overlap with cancer genes, suggesting that selection contributes to shaping the SV landscape. In total, we identified potentially pathogenic complex SVs in 42 tumors that affect cancer driver genes or result in unfavorable chromosomal alterations. Half of which were known drivers, e.g. MYCN amplifications due to ecDNA and EWSR1::FLI1 fusions due to chromoplexy. Recurrent novel candidate complex events include chromoplexy in WT1 in Wilms tumors, focal chromothripsis with 1p loss in hepatoblastomas and complex MDM2 amplifications in rhabdomyosarcomas. Conclusions: Complex SVs are prevalent and pathogenic in pediatric solid tumors. They represent a type of genomic variation which currently remains unexplored. Moreover, carrying complex SVs seems to be associated with adverse clinical events. Our study highlights the potential for complex SVs to be incorporated in risk stratification or exploited for targeted treatments.

Summary Chromosomal alterations have recurrently been identified in Wilms tumors (WTs) and some are associated with poor prognosis. Gain of 1q (1q+) is of special interest given its high prevalence and is currently actively studied for its prognostic value. However, the underlying mutational mechanisms and functional effects remain unknown. For 30 primary WTs, we integrated somatic SNVs, CNs and SVs with expression data and distinguished four clusters characterized by affected biological processes: muscle differentiation, immune system, kidney development and proliferation. We identified 1q+ in eight tumors that differ in mutational mechanisms, subsequent rearrangements and genomic contexts. 1q+ tumors were present in all four expression clusters and individual tumors overexpress different genes on 1q. Through integrating CNs, SVs and gene expression, we identified subgroups of 1q+ tumors reflecting differences in the functional effect of 1q gain, indicating that expression data is likely needed for further risk stratification of 1q+ WTs.