Accurate pathological diagnosis is crucial for optimal management of patients with cancer. For the approximately 100 known tumour types of the central nervous system, standardization of the diagnostic process has been shown to be particularly challenging-with substantial inter-observer variability in the histopathological diagnosis of many tumour types. Here we present a comprehensive approach for the DNA methylation-based classification of central nervous system tumours across all entities and age groups, and demonstrate its application in a routine diagnostic setting. We show that the availability of this method may have a substantial impact on diagnostic precision compared to standard methods, resulting in a change of diagnosis in up to 12% of prospective cases. For broader accessibility, we have designed a free online classifier tool, the use of which does not require any additional onsite data processing. Our results provide a blueprint for the generation of machine-learning-based tumour classifiers across other cancer entities, with the potential to fundamentally transform tumour pathology.

Background The WHO classification of brain tumours describes 15 subtypes of meningioma. Nine of these subtypes are allotted to WHO grade I, and three each to grade II and grade III. Grading is based solely on histology, with an absence of molecular markers. Although the existing classification and grading approach is of prognostic value, it harbours shortcomings such as ill-defined parameters for subtypes and grading criteria prone to arbitrary judgment. In this study, we aimed for a comprehensive characterisation of the entire molecular genetic landscape of meningioma to identify biologically and clinically relevant subgroups. Methods In this multicentre, retrospective analysis, we investigated genome-wide DNA methylation patterns of meningiomas from ten European academic neuro-oncology centres to identify distinct methylation classes of meningiomas. The methylation classes were further characterised by DNA copy number analysis, mutational profiling, and RNA sequencing. Methylation classes were analysed for progression-free survival outcomes by the Kaplan-Meier method. The DNA methylation-based and WHO classification schema were compared using the Brier prediction score, analysed in an independent cohort with WHO grading, progression-free survival, and disease-specific survival data available, collected at the Medical University Vienna (Vienna, Austria), assessing methylation patterns with an alternative methylation chip. Findings We retrospectively collected 497 meningiomas along with 309 samples of other extra-axial skull tumours that might histologically mimic meningioma variants. Unsupervised clustering of DNA methylation data clearly segregated all meningiomas from other skull tumours. We generated genome-wide DNA methylation profiles from all 497 meningioma samples. DNA methylation profiling distinguished six distinct clinically relevant methylation classes associated with typical mutational, cytogenetic, and gene expression patterns. Compared with WHO grading, classification by individual and combined methylation classes more accurately identifies patients at high risk of disease progression in tumours with WHO grade I histology, and patients at lower risk of recurrence among WHO grade II tumours (p=0·0096) from the Brier prediction test). We validated this finding in our independent cohort of 140 patients with meningioma. Interpretation DNA methylation-based meningioma classification captures clinically more homogenous groups and has a higher power for predicting tumour recurrence and prognosis than the WHO classification. The approach presented here is potentially very useful for stratifying meningioma patients to observation-only or adjuvant treatment groups. We consider methylation-based tumour classification highly relevant for the future diagnosis and treatment of meningioma. Funding German Cancer Aid, Else Kröner-Fresenius Foundation, and DKFZ/Heidelberg Institute of Personalized Oncology/Precision Oncology Program.

BackgroundImmune checkpoint inhibitors targeting programmed cell death 1 (PD1) or its ligand (PD-L1) showed activity in several cancer types.

These EANO–ESMO joint recommendations for the diagnosis and treatment of leptomeningeal metastasis (LM) from solid cancers represent the first European guideline initiative on this topic. LM is defined as the spread of tumour cells within the leptomeninges and the subarachnoid space, is synonymous with ‘neoplastic meningitis’ and can be further denoted by primary tumour as leptomeningeal carcinomatosis, gliomatosis or lymphomatosis. The recommendations address LM from solid tumours, but neither LM from primary brain tumours nor LM from lymphoma or leukaemia.

The management of patients with brain metastases has become a major issue due to the increasing frequency and complexity of the diagnostic and therapeutic approaches. In 2014, the European Association of Neuro-Oncology (EANO) created a multidisciplinary Task Force to draw evidence-based guidelines for patients with brain metastases from solid tumors. Here, we present these guidelines, which provide a consensus review of evidence and recommendations for diagnosis by neuroimaging and neuropathology, staging, prognostic factors, and different treatment options. Specifically, we addressed options such as surgery, stereotactic radiosurgery/stereotactic fractionated radiotherapy, whole-brain radiotherapy, chemotherapy and targeted therapy (with particular attention to brain metastases from non-small cell lung cancer, melanoma and breast and renal cancer), and supportive care.

Both the timing and molecular determinants of metastasis are unknown, hindering treatment and prevention efforts. Here we characterize the evolutionary dynamics of this lethal process by analyzing exome-sequencing data from 118 biopsies from 23 patients with colorectal cancer with metastases to the liver or brain. The data show that the genomic divergence between the primary tumor and metastasis is low and that canonical driver genes were acquired early. Analysis within a spatial tumor growth model and statistical inference framework indicates that early disseminated cells commonly (81%, 17 out of 21 evaluable patients) seed metastases while the carcinoma is clinically undetectable (typically, less than 0.01 cm3). We validated the association between early drivers and metastasis in an independent cohort of 2,751 colorectal cancers, demonstrating their utility as biomarkers of metastasis. This conceptual and analytical framework provides quantitative in vivo evidence that systemic spread can occur early in colorectal cancer and illuminates strategies for patient stratification and therapeutic targeting of the canonical drivers of tumorigenesis.

Abstract Meningiomas are the most common intracranial tumors. Yet, only few controlled clinical trials have been conducted to guide clinical decision making, resulting in variations of management approaches across countries and centers. However, recent advances in molecular genetics and clinical trial results help to refine the diagnostic and therapeutic approach to meningioma. Accordingly, the European Association of Neuro-Oncology (EANO) updated its recommendations for the diagnosis and treatment of meningiomas. A provisional diagnosis of meningioma is typically made by neuroimaging, mostly magnetic resonance imaging. Such provisional diagnoses may be made incidentally. Accordingly, a significant proportion of meningiomas, notably in patients that are asymptomatic or elderly or both, may be managed by a watch-and-scan strategy. A surgical intervention with tissue, commonly with the goal of gross total resection, is required for the definitive diagnosis according to the WHO classification. A role for molecular profiling including gene panel sequencing and genomic methylation profiling is emerging. A gross total surgical resection including the involved dura is often curative. Inoperable or recurrent tumors requiring treatment can be treated with radiosurgery, if the size or the vicinity of critical structures allows that, or with fractionated radiotherapy (RT). Treatment concepts combining surgery and radiosurgery or fractionated RT are increasingly used, although there remain controversies regard timing, type, and dosing of the various RT approaches. Radionuclide therapy targeting somatostatin receptors is an experimental approach, as are all approaches of systemic pharmacotherapy. The best albeit modest results with pharmacotherapy have been obtained with bevacizumab or multikinase inhibitors targeting vascular endothelial growth factor receptor, but no standard of care systemic treatment has been yet defined.