The use of liquid biopsies for cancer detection and management is rapidly gaining prominence1. Current methods for the detection of circulating tumour DNA involve sequencing somatic mutations using cell-free DNA, but the sensitivity of these methods may be low among patients with early-stage cancer given the limited number of recurrent mutations2-5. By contrast, large-scale epigenetic alterations-which are tissue- and cancer-type specific-are not similarly constrained6 and therefore potentially have greater ability to detect and classify cancers in patients with early-stage disease. Here we develop a sensitive, immunoprecipitation-based protocol to analyse the methylome of small quantities of circulating cell-free DNA, and demonstrate the ability to detect large-scale DNA methylation changes that are enriched for tumour-specific patterns. We also demonstrate robust performance in cancer detection and classification across an extensive collection of plasma samples from several tumour types. This work sets the stage to establish biomarkers for the minimally invasive detection, interception and classification of early-stage cancers based on plasma cell-free DNA methylation patterns.

Background: Gefitinib, a specific epidermal growth factor receptor (EGFR) tyrosine kinase inhibitor, has activity against approximately 10% of unselected non–small-cell lung cancer (NSCLC) patients. Phosphatidylinositol 3′-kinase (PI3K)/Akt and Ras/Raf/mitogen-activated protein kinase (MAPK), the two main EGFR-signaling pathways, mediate EGFR effects on proliferation and survival. Because activation of these pathways is dependent on the phosphorylation status of the components, we evaluated the association between phosphorylation status of Akt (P-Akt) and MAPK (P-MAPK) and gefitinib activity in patients with advanced NSCLC. Methods: Consecutive patients (n = 106) with NSCLC who had progressed or relapsed on standard therapy received gefitinib (250 mg/day) until disease progression, unacceptable toxicity, or patient refusal. P-Akt and P-MAPK positivity was determined with immunohistochemistry using tumor tissues obtained before any anticancer treatment. Association of P-Akt and time to progression was determined by univariable and multivariable analyses. All statistical tests were two-sided. Results: Of the 103 evaluable patients, 51 (49.5%) had tumors that were positive for P-Akt, and 23 (22.3%) had tumors that were positive for P-MAPK. P-Akt–positivity status was statistically significantly associated with being female ( P <.001), with never-smoking history ( P = .004), and with bronchioloalveolar carcinoma histology ( P = . 034). Compared with patients whose tumors were negative for P-Akt, patients whose tumors were positive for P-Akt had a better response rate (26.1% versus 3.9%; P = .003), disease control rate (60.9% versus 23.5%; P <.001), and time to progression (5.5 versus 2.8 months; P = .004). Response rate, disease control rate, and time to progression did not differ according to P-MAPK status. The multivariable analysis showed that P-Akt positivity was associated with a reduced risk of disease progression (hazard ratio = 0.58, 95% confidence interval = 0.35 to 0.94). Conclusions: Patients with P-Akt–positive tumors who received gefitinib had a better response rate, disease control rate, and time to progression than patients with P-Akt–negative tumors, suggesting that gefitinib may be most effective in patients with basal Akt activation.

Abstract Shotgun sequencing enables retrieving high resolution information 40 from complex microbial communities. However, the technique is limited by missing information about host-to-microbe ratios observed in different sample types. This makes it challenging to plan sequencing experiments, especially in the context of high sample multiplexing and/or limited sequencing output. We evaluated a qPCR-based assay to predict host-to microbe ratio prior to sequencing. Using a two-target assay aimed at conserved human and bacterial genes, we predicted human-to-microbe ratios in two sample types and validated it on independently collected samples. The assay enabled accurate prediction for a broad range of sample compositions.

2645 Background: Immune checkpoint inhibitors (ICI) improve survival in multiple advanced solid tumors but many patients do not benefit. We conducted a comprehensive whole genome transcriptome sequencing (WGTS) analysis to identify predictors of immune sensitivity. Methods: Clinical and molecular data from archival or pre-treatment FFPE tumor tissue were available for analysis from The Marathon of Hope Cancer Centres Network Study (MOHCCN). It includes patients (Pts) with advanced solid tumors and ECOG PS 0 or 1 treated with ICIs targeting PD-1, PD-L1, or CTLA-4 in the INSPIRE (NCT02644369) and OCTANE (NCT02906943) cohorts. Response (R) to ICI was defined as radiological and clinical response without PFS event at 6 months; versus non-response (NR) as radiological or clinical progression within 6 months. Responders without evidence of progression for >12 months were categorized as durable responders (DR). Nucleic acids were sequenced using Illumina NovaSeq 6000 system targeting minimum coverage of 80X and 30X for tumour and normal WGS, respectively and 80M reads for tumour RNA-seq. WGTS data were integrated with clinical data to identify associations with response to ICIs. Also, an analysis of immune cell types was conducted using multiplexed IHC and RNA-Seq deconvolution (CIBERSORT). Results: 59 Pts were included in this analysis: 28 (R) and 31 (NR). The most common tumor types were head and neck (n = 19) and melanoma (n = 7). Median age was 62 years (range 24-81); male 58% and median follow-up was 58 months (range 11-280). The most frequent ICI was pembrolizumab 76%, with 90% of all pts receiving ICI monotherapy and 10% combination. 75% of pts received chemotherapy prior to ICI. Higher tumor mutation burden (TMB) was observed in R vs NR (median 13 vs 5 coding mut/Mb, p=0.001), with the highest TMB in patients with DR (median 14 mut/Mb ). Differential RNA gene expression analysis showed NR had increased expression of several oncogenic pathway signatures, including MYC targets, G2M checkpoint, and E2F targets. Differential abundance analysis of immune cell types did not yield any differences of immune cell populations amongst R versus NR after correction for multiple comparisons. Responders had significant enrichment in mutations in WNT/β-catenin pathway genes in both coding (APC, AMER1, LZTR1, TCF7L2) and promoter regions (CTNNB1). Notably, the 6 Pts with CTNNB1 promoter mutations had significantly increased CTNNB1 gene expression (p = 0.005). Conclusions: ICI responders showed enrichment in coding mutations of several negative regulators of the Wnt/β-catenin pathway and non-coding promoter mutations in CTNNB1 compared with non-responders. Further investigation is ongoing to biologically validate how these mutations in the Wnt/β-catenin pathway may lead to improved response to ICI.

Clinical extranodal extension (cENE) is a cN modifier in TNM-8 for laryngo-hypopharygeal carcinoma (LHC). We hypothesize that image-detected ENE (iENE) can provide additional prognostic value over cENE in LHC.

Objective Stage 3 patients with clinically positive nodal metastasis are treated with therapeutic neck dissection and adjuvant systemic therapy. The aim of our study was to examined the predictability of pre‐operative CT as a nodal drainage assessment tool. Methods Retrospective review of all patients with clinically positive head and neck cutaneous melanoma between 2010 and 2019. Clinical disease was diagnosed as radiological suspicious, biopsy‐proven node. A pre‐operative CT evaluation for nodal metastasis was compared to pathology report. Results A total of 53 patients were included. Forty patients (75.5%) were males with a mean age of 59 (SD 15.52). The majority of patients (26.4%) had an unknown primary site. The most common sites for primary were the cheek in eight patients (15.1%) followed by forehead (9.4%) and lateral neck (9.4%). Preoperative CT predicted nodal disease in 84.6% of cases. The primary region that mainly failed from the previously described clinical prediction was the upper anterior neck with 83.3% parotid involvement. A total of 10 patients (18.9%) were diagnosis with non‐clinical nodes on pathology with a median non‐clinical node of 1 (range 1–2). Of them, 9 (90%) were in the same clinical levels detected by CT. Pre‐operative CT was associated with a neck level accuracy of 98.1%. Conclusion Stage 3 head and neck melanoma with clinically positive nodal metastasis that are eligible for an adjuvant systemic treatment, may benefit from a highly selective neck dissection according to their pre‐operative imaging studies. This should be further evaluated in a large‐scale clinical trial. Level of Evidence 3 Laryngoscope , 134:4292–4297, 2024

Neuroendocrine tumours (NETs) are cancers of neuroendocrine often presenting with diverse genomic landscapes. We explored the molecular profiles of gastrointestinal (GINET) and pancreatic NETs (PNET) by profiling 45 NETs combining exome and RNA sequencing, shallow whole genome sequencing, and fluorescent in situ hybridization. In addition to expected somatic mutations and copy number alterations, we found that PNETs contained a highly consistent copy neutral loss-of-heterozygosity (CN-LOH) profile affecting a greater percentage of the genome than any cancer analyzed to date. Our data indicates that onset of extreme autozygosity may be triggered by the loss of DAXX/ATRX, and subsequent biallelic loss of MEN1. We confirmed this molecular timing model using targeted clinical sequencing data from 23 PNETs made available by the AACR GENIE project. Against this background of CN-LOH, several chromosomal regions consistently retained heterozygosity, suggesting selection for crucial allele-specific components specific to PNET progression and potential new therapeutic targets.

Background Cisplatin-based chemoradiation is a standard treatment for many patients with human papillomavirus (HPV)-positive oropharyngeal squamous cell carcinoma (OPSCC), an etiologically distinct subset of head and neck cancer. Although associated with good long-term survival, clinical risk factors for ototoxicity have been understudied in this population. This study aimed to evaluate clinical predictors associated with ototoxicity in HPV-positive OPSCC patients treated with cisplatin chemoradiation. Methods This retrospective case-control study included 201 adult patients (>18 years) with histologically confirmed HPV-positive OPSCC who received cisplatin chemoradiation as their primary treatment from 2001 and 2019 at a single tertiary cancer center. Ototoxicity was determined using baseline and follow-up audiometry and the Common Terminology Criteria for Adverse Events v5.0 grading criteria (Grade ≥2). Multivariable logistic regression [adjusted odds ratio (aOR)] identified significant predictors that increased the odds of ototoxicity. Results A total of 201 patients [165 males; median (IQR) age, 57 (11) years] were included in the study. The incidence of ototoxicity in the worst ear was 56.2%, with the greatest hearing loss occurring at high frequencies (4-8 kHz), resulting in a loss of 12.5 dB at 4 to 6 kHz and 20 dB at 6 to 8 kHz. High-dose cisplatin administration compared to weekly administration [aOR 4.93 (95% CI: 1.84-14.99), P = .003], a higher mean cochlear radiation dose [aOR 1.58 (95% CI: 1.12-2.30), P = .01], smoking history [aOR 2.89 (95% CI: 1.51-5.63), P = .001], and a 10 year increase in age [aOR 2.07 (95% CI: 1.25-3.52), P = .006] were each independently associated with increased odds of ototoxicity. Conclusions Clinical predictors of ototoxicity in HPV-positive OPSCC patients treated with cisplatin-based chemoradiation include the use of a high-dose cisplatin regimen, higher cochlear radiation doses, a history of smoking, and older age. With the rising incidence of this malignancy in Western countries and overall improved survivorship, our research motivates future studies into risk stratification and earlier interventions to mitigate and reduce the risk of ototoxicity.

PURPOSE Immune gene expression signatures are emerging as potential biomarkers for immunotherapy (IO). VIGex is a 12-gene expression classifier developed in both nCounter (Nanostring) and RNA sequencing (RNA-seq) assays and analytically validated across laboratories. VIGex classifies tumor samples into hot, intermediate-cold (I-Cold), and cold subgroups. VIGex-Hot has been associated with better IO treatment outcomes. Here, we investigated the performance of VIGex and other IO biomarkers in an independent data set of patients treated with pembrolizumab in the INSPIRE phase II clinical trial (ClinicalTrials.gov identifier: NCT02644369 ). MATERIALS AND METHODS Patients with advanced solid tumors were treated with pembrolizumab 200 mg IV once every 3 weeks. Tumor RNA-seq data from baseline tumor samples were classified by the VIGex algorithm. Circulating tumor DNA (ctDNA) was measured at baseline and start of cycle 3 using the bespoke Signatera assay. VIGex-Hot was compared with VIGex I-Cold + Cold and four groups were defined on the basis of the combination of VIGex subgroups and the change in ctDNA at cycle 3 from baseline (ΔctDNA). RESULTS Seventy-six patients were enrolled, including 16 ovarian, 12 breast, 12 head and neck cancers, 10 melanoma, and 26 other tumor types. Objective response rate was 24% in VIGex-Hot and 10% in I-Cold/Cold. VIGex-Hot subgroup was associated with higher overall survival (OS) and progression-free survival (PFS) when included in a multivariable model adjusted for tumor type, tumor mutation burden, and PD-L1 immunohistochemistry. The addition of ΔctDNA improved the predictive performance of the baseline VIGex classification for both OS and PFS. CONCLUSION Our data indicate that the addition of ΔctDNA to baseline VIGex may refine prediction for IO.