Summary

 The immune system is critical in modulating cancer progression, but knowledge of immune composition, phenotype, and interactions with tumor is limited. We used multiplexed ion beam imaging by time-of-flight (MIBI-TOF) to simultaneously quantify in situ expression of 36 proteins covering identity, function, and immune regulation at sub-cellular resolution in 41 triple-negative breast cancer patients. Multi-step processing, including deep-learning-based segmentation, revealed variability in the composition of tumor-immune populations across individuals, reconciled by overall immune infiltration and enriched co-occurrence of immune subpopulations and checkpoint expression. Spatial enrichment analysis showed immune mixed and compartmentalized tumors, coinciding with expression of PD1, PD-L1, and IDO in a cell-type- and location-specific manner. Ordered immune structures along the tumor-immune border were associated with compartmentalization and linked to survival. These data demonstrate organization in the tumor-immune microenvironment that is structured in cellular composition, spatial arrangement, and regulatory-protein expression and provide a framework to apply multiplexed imaging to immune oncology.

The NCCN Guidelines for Genetic/Familial High-Risk Assessment: Breast, Ovarian, and Pancreatic focus primarily on assessment of pathogenic or likely pathogenic variants associated with increased risk of breast, ovarian, and pancreatic cancer and recommended approaches to genetic testing/counseling and management strategies in individuals with these pathogenic or likely pathogenic variants. This manuscript focuses on cancer risk and risk management for BRCA-related breast/ovarian cancer syndrome and Li-Fraumeni syndrome. Carriers of a BRCA1/2 pathogenic or likely pathogenic variant have an excessive risk for both breast and ovarian cancer that warrants consideration of more intensive screening and preventive strategies. There is also evidence that risks of prostate cancer and pancreatic cancer are elevated in these carriers. Li-Fraumeni syndrome is a highly penetrant cancer syndrome associated with a high lifetime risk for cancer, including soft tissue sarcomas, osteosarcomas, premenopausal breast cancer, colon cancer, gastric cancer, adrenocortical carcinoma, and brain tumors.

The NCCN Clinical Practice Guidelines in Oncology for Genetic/Familial High-Risk Assessment: Breast and Ovarian provide recommendations for genetic testing and counseling for hereditary cancer syndromes and risk management recommendations for patients who are diagnosed with a syndrome. Guidelines focus on syndromes associated with an increased risk of breast and/or ovarian cancer. The NCCN Genetic/Familial High-Risk Assessment: Breast and Ovarian panel meets at least annually to review comments from reviewers within their institutions, examine relevant new data from publications and abstracts, and reevaluate and update their recommendations. The NCCN Guidelines Insights summarize the panel's discussion and most recent recommendations regarding risk management for carriers of moderately penetrant genetic mutations associated with breast and/or ovarian cancer.

All cancers develop as a result of mutations in certain genes, such as those involved in the regulation of cell growth and/or DNA repair, 1,2 but not all of these mutations are inherited from a parent.For example, sporadic mutations can occur in somatic/ tumor cells only, and de novo mutations can occur for the first time in a germ cell (i.e., egg or sperm) or in the fertilized egg itself during early embryogen-

Background To improve cancer therapy, it is critical to target metastasizing cells. Circulating tumor cells (CTCs) are rare cells found in the blood of patients with solid tumors and may play a key role in cancer dissemination. Uncovering CTC phenotypes offers a potential avenue to inform treatment. However, CTC transcriptional profiling is limited by leukocyte contamination; an approach to surmount this problem is single cell analysis. Here we demonstrate feasibility of performing high dimensional single CTC profiling, providing early insight into CTC heterogeneity and allowing comparisons to breast cancer cell lines widely used for drug discovery. Methodology/Principal Findings We purified CTCs using the MagSweeper, an immunomagnetic enrichment device that isolates live tumor cells from unfractionated blood. CTCs that met stringent criteria for further analysis were obtained from 70% (14/20) of primary and 70% (21/30) of metastatic breast cancer patients; none were captured from patients with non-epithelial cancer (n = 20) or healthy subjects (n = 25). Microfluidic-based single cell transcriptional profiling of 87 cancer-associated and reference genes showed heterogeneity among individual CTCs, separating them into two major subgroups, based on 31 highly expressed genes. In contrast, single cells from seven breast cancer cell lines were tightly clustered together by sample ID and ER status. CTC profiles were distinct from those of cancer cell lines, questioning the suitability of such lines for drug discovery efforts for late stage cancer therapy. Conclusions/Significance For the first time, we directly measured high dimensional gene expression in individual CTCs without the common practice of pooling such cells. Elevated transcript levels of genes associated with metastasis NPTN, S100A4, S100A9, and with epithelial mesenchymal transition: VIM, TGFß1, ZEB2, FOXC1, CXCR4, were striking compared to cell lines. Our findings demonstrate that profiling CTCs on a cell-by-cell basis is possible and may facilitate the application of 'liquid biopsies' to better model drug discovery.

Multiple-gene sequencing is entering practice, but its clinical value is unknown. We evaluated the performance of a customized germline-DNA sequencing panel for cancer-risk assessment in a representative clinical sample.Patients referred for clinical BRCA1/2 testing from 2002 to 2012 were invited to donate a research blood sample. Samples were frozen at -80° C, and DNA was extracted from them after 1 to 10 years. The entire coding region, exon-intron boundaries, and all known pathogenic variants in other regions were sequenced for 42 genes that had cancer risk associations. Potentially actionable results were disclosed to participants.In total, 198 women participated in the study: 174 had breast cancer and 57 carried germline BRCA1/2 mutations. BRCA1/2 analysis was fully concordant with prior testing. Sixteen pathogenic variants were identified in ATM, BLM, CDH1, CDKN2A, MUTYH, MLH1, NBN, PRSS1, and SLX4 among 141 women without BRCA1/2 mutations. Fourteen participants carried 15 pathogenic variants, warranting a possible change in care; they were invited for targeted screening recommendations, enabling early detection and removal of a tubular adenoma by colonoscopy. Participants carried an average of 2.1 variants of uncertain significance among 42 genes.Among women testing negative for BRCA1/2 mutations, multiple-gene sequencing identified 16 potentially pathogenic mutations in other genes (11.4%; 95% CI, 7.0% to 17.7%), of which 15 (10.6%; 95% CI, 6.5% to 16.9%) prompted consideration of a change in care, enabling early detection of a precancerous colon polyp. Additional studies are required to quantify the penetrance of identified mutations and determine clinical utility. However, these results suggest that multiple-gene sequencing may benefit appropriately selected patients.

The NCCN Guidelines for Genetic/Familial High-Risk Assessment: Breast, Ovarian, and Pancreatic provide recommendations for genetic testing and counseling for hereditary cancer syndromes, and risk management recommendations for patients who are diagnosed with syndromes associated with an increased risk of these cancers. The NCCN panel meets at least annually to review comments, examine relevant new data, and reevaluate and update recommendations. These NCCN Guidelines Insights summarize the panel’s discussion and most recent recommendations regarding criteria for high-penetrance genes associated with breast and ovarian cancer beyond BRCA1/2 , pancreas screening and genes associated with pancreatic cancer, genetic testing for the purpose of systemic therapy decision-making, and testing for people with Ashkenazi Jewish ancestry.

Background: Although incidence rates of breast cancer molecular subtypes are well documented, effects of molecular subtypes on breast cancer-specific survival using the largest population coverage to date are unknown in the U.S.Methods: Using Surveillance, Epidemiology and End Results cancer registry data, we assessed survival after breast cancer diagnosis among women diagnosed during 2010 to 2013 and followed through December 31, 2014. Breast cancer molecular subtypes defined by joint hormone receptor [HR, estrogen receptor (ER) and/or progesterone receptor (PR)] and HER2 status were assessed. Multiple imputation was used to fill in missing receptor status. Four-year breast cancer-specific survival per molecular subtypes and clinical/demographic factors were calculated. A Cox proportional hazards model was used to evaluate survival while controlling for clinical and demographic factors.Results: The best survival pattern was observed among women with HR+/HER2- subtype (survival rate of 92.5% at 4 years), followed by HR+/HER2+ (90.3%), HR-/HER2+ (82.7%), and finally worst survival for triple-negative subtype (77.0%). Notably, failing to impute cases with missing receptor status leads to overestimation of survival because those with missing receptor status tend to have worse prognostic features. Survival differed substantially by stage at diagnosis. Among de novo stage IV disease, women with HR+/HER2+ subtype experienced better survival than those with HR+/HER2- subtype (45.5% vs. 35.9%), even after controlling for other factors.Conclusions: Divergence of survival curves in stage IV HR+/HER2+ versus HR+/HER2- subtype is likely attributable to major advances in HER2-targeted treatment.Impact: Contrary to conventional thought, HR+/HER2+ subtype experienced better survival than HR+/HER2- in advanced-stage disease. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev; 27(6); 619-26. ©2018 AACR.

IMPORTANCEThe practice of genetic testing for hereditary breast and/or ovarian cancer (HBOC) is rapidly evolving owing to the recent introduction of multigene panels.While these tests may identify 40% to 50% more individuals with hereditary cancer gene mutations than does testing for BRCA1/2 alone, whether finding such mutations will alter clinical management is unknown.OBJECTIVE To define the potential clinical effect of multigene panel testing for HBOC in a clinically representative cohort. DESIGN, SETTING, AND PARTICIPANTSObservational study of patients seen between 2001 and 2014 in 3 large academic medical centers.We prospectively enrolled 1046 individuals who were appropriate candidates for HBOC evaluation and who lacked BRCA1/2 mutations. INTERVENTIONSWe carried out multigene panel testing on all participants, then determined the clinical actionability, if any, of finding non-BRCA1/2 mutations in these and additional comparable individuals. MAIN OUTCOMES AND MEASURESWe evaluated the likelihood of (1) a posttest management change and (2) an indication for additional familial testing, considering gene-specific consensus management guidelines, gene-associated cancer risks, and personal and family history.RESULTS Among 1046 study participants, 40 BRCA1/2-negative patients (3.8%; 95% CI, 2.8%-5.2%)harbored deleterious mutations, most commonly in moderate-risk breast and ovarian cancer genes (CHEK2, ATM, and PALB2) and Lynch syndrome genes.Among these and an additional 23 mutation-positive individuals enrolled from our clinics, most of the mutations (92%) were consistent with the spectrum of cancer(s) observed in the patient or family, suggesting that these results are clinically significant.Among all 63 mutation-positive patients, additional disease-specific screening and/or prevention measures beyond those based on personal and family history alone would be considered for most (33 [52%] of 63; 95% CI, 40.3%-64.2%).Furthermore, additional familial testing would be considered for those with first-degree relatives (42 [72%] of 58; 95% CI, 59.8%-82.2%)based on potential management changes for mutation-positive relatives.This clinical effect was not restricted to a few of the tested genes because most identified genes could change clinical management for some patients. CONCLUSIONS AND RELEVANCEIn a clinically representative cohort, multigene panel testing for HBOC risk assessment yielded findings likely to change clinical management for substantially more patients than does BRCA1/2 testing alone.Multigene testing in this setting is likely to alter near-term cancer risk assessment and management recommendations for mutation-affected individuals across a broad spectrum of cancer predisposition genes.

The NCCN Guidelines for Genetic/Familial High-Risk Assessment: Breast and Ovarian provide recommendations for genetic testing and counseling and risk assessment and management for hereditary cancer syndromes. Guidelines focus on syndromes associated with an increased risk of breast and/or ovarian cancer and are intended to assist with clinical and shared decision-making. These NCCN Guidelines Insights summarize major discussion points of the 2015 NCCN Genetic/Familial High-Risk Assessment: Breast and Ovarian panel meeting. Major discussion topics this year included multigene testing, risk management recommendations for less common genetic mutations, and salpingectomy for ovarian cancer risk reduction. The panel also discussed revisions to genetic testing criteria that take into account ovarian cancer histology and personal history of pancreatic cancer.