Summary Pediatric brain and spinal cancer are the leading disease-related cause of death in children, thus we urgently need curative therapeutic strategies for these tumors. To accelerate such discoveries, the Children’s Brain Tumor Network and Pacific Pediatric Neuro-Oncology Consortium created a systematic process for tumor biobanking, model generation, and sequencing with immediate access to harmonized data. We leverage these data to create OpenPBTA, an open collaborative project which establishes over 40 scalable analysis modules to genomically characterize 1,074 pediatric brain tumors. Transcriptomic classification reveals that TP53 loss is a significant marker for poor overall survival in ependymomas and H3 K28-altered diffuse midline gliomas and further identifies universal TP53 dysregulation in mismatch repair-deficient hypermutant high-grade gliomas. OpenPBTA is a foundational analysis platform actively being applied to other pediatric cancers and inform molecular tumor board decision-making, making it an invaluable resource to the pediatric oncology community. In Brief The OpenPBTA is a global, collaborative open-science initiative which brought together researchers and clinicians to genomically characterize 1,074 pediatric brain tumors and 22 patient-derived cell lines. Shapiro, et. al create over 40 open-source, scalable modules to perform cancer genomics analyses and provide a richly-annotated somatic dataset across 58 brain tumor histologies. The OpenPBTA framework can be used as a model for large-scale data integration to inform basic research, therapeutic target identification, and clinical translation. Highlights OpenPBTA collaborative analyses establish resource for 1,074 pediatric brain tumors NGS-based WHO-aligned integrated diagnoses generated for 641 of 1,074 tumors RNA-Seq analysis infers medulloblastoma subtypes, TP53 status, and telomerase activity OpenPBTA will accelerate therapeutic translation of genomic insights

Abstract BACKGROUND The contribution of rare pathogenic germline variation to central nervous system (CNS) tumor formation in pediatric patients without a family history of cancer remains unclear. METHODS We characterized the prevalence of pathogenic germline variants in 214 cancer predisposition genes (CPGs) in 837 patients profiled in the Pediatric Brain Tumor Atlas by whole genome or exome sequencing (n=820 and n=17, respectively). Rare SNVs and small INDELs were annotated as pathogenic (P) or likely pathogenic (LP) consistent with American College of Medical Genetics criteria using AutoGVP, our open-source automated pathogenicity assessment tool. We classified pathogenicity of germline structural variants (SVs) using ClassifyCNV and AnnotSV. Somatic alterations and mutational signatures from matched tumor sequencing were integrated to identify functional consequences associated with germline pathogenic variation. RESULTS We observed 206 germline P/LP SNVs/small INDELs and 18 SVs (16 deletions, 2 duplications) within 78 unique CPGs in 195 patients (23.3%). We detected syndrome-associated P/LP variants in 45/58 patients with a clinically-reported cancer predisposition syndrome and incidentally in 41 patients. Ninety-five (42%) germline P/LP variants co-occurred with at least one somatic alteration in the same gene in matched tumors: n=6 oncogenic SNVs, n=28 CNVs, n=54 loss of heterozygosity (LOH), n=26 differential gene or protein expression, and n=18 alternative splicing. NF1, TSC1, and TSC2 germline P/LP carriers exhibited significantly higher tumor LOH scores and lower gene expression in tumors relative to non-P/LP carriers. Patients with germline splice region P/LP variants exhibited significantly increased skipping of most the proximal exon in matched tumor relative to patients with non-splice region P/LP variants (W=401, p=1.1E-04). CONCLUSION We have identified rare germline P/LP variants associated with cancer predisposition syndromes and diverse functional consequences in pediatric CNS tumor patients. Efforts are underway to extend this work to include 1,801 additional probands and 1,105 parents to further characterize the prevalence and heritability of germline pathogenic variation in children diagnosed with CNS tumors.

ABSTRACT Background To achieve replicative immortality, most cancers develop a telomere maintenance mechanism, such as reactivation of telomerase or alternative lengthening of telomeres (ALT). There are limited data on the prevalence and clinical significance of ALT in pediatric brain tumors, and ALT-directed therapy is not available. Methods We performed C-circle analysis (CCA) on 579 pediatric brain tumors that had corresponding tumor/normal whole genome sequencing through the Open Pediatric Brain Tumor Atlas (OpenPBTA). We detected ALT in 6.9% (n=40/579) of these tumors and completed additional validation by ultrabright telomeric foci in situ on a subset of these tumors. We used CCA to validate TelomereHunter for computational prediction of ALT status and focus subsequent analyses on pediatric high-grade glioma (pHGG) Finally, we examined whether ALT is associated with recurrent somatic or germline alterations. Results ALT is common in pHGG (n=24/63, 38.1%), but occurs infrequently in other pediatric brain tumors (<3%). Somatic ATRX mutations occur in 50% of ALT+ pHGG and in 30% of ALT-pHGG. Rare pathogenic germline variants in mismatch repair (MMR) genes are significantly associated with an increased occurrence of ALT. Conclusions: We demonstrate that ATRX is mutated in only a subset of ALT+ pHGG, suggesting other mechanisms of ATRX loss of function or alterations in other genes may be associated with the development of ALT in these patients. We show that germline variants in MMR are associated with development of ALT in patients with pHGG. Key Points ATRX alterations are frequent, but not required, for an ALT phenotype in pHGGs pHGG patients with germline mismatch repair variants have higher rate of ALT + tumors TelomereHunter is validated to predict ALT in pHGGs Importance of the Study We performed orthogonal molecular and computational analyses to detect the presence of alternative lengthening of telomeres in a highly characterized cohort of pediatric brain tumors. We demonstrate that many pHGG utilize ALT without a mutation in ATRX, suggesting either loss of function of ATRX via an alternative mechanism or an alternate means of development of ALT. We show that germline variants in MMR genes are significantly associated with ALT in pHGG. Our work adds to the biological understanding of the development of ALT and provides an approach to stratify patients who may benefit from future ALT-directed therapies in this patient population.

With the increasing rates of exome and whole genome sequencing, the ability to classify large sets of germline sequencing variants using up-to-date American College of Medical Genetics - Association for Molecular Pathology (ACMG-AMP) criteria is crucial. Here, we present Automated Germline Variant Pathogenicity (AutoGVP), a tool that integrates germline variant pathogenicity annotations from ClinVar and sequence variant classifications from a modified version of InterVar (PVS1 strength adjustments, removal of PP5/BP6). This tool facilitates large-scale, clinically-focused classification of germline sequence variants in a research setting. Availability and Implementation: AutoGVP is an open-source dockerized workflow implemented in R and freely available on GitHub at https://github.com/diskin-lab-chop/AutoGVP.

Professional organizations point to the underutilization of genetic testing in cardiology as a lack of genetic literacy. Yet, few studies have examined the interpretive work required from clinicians to make results clinically actionable. Based on interviews with twenty-nine cardiologists, we find that although genetic testing may provide epistemic closure by substantiating a suspected diagnosis at the molecular level, genetic testing often disrupted cardiologists' diagnostic inferential processes. These epistemic disruptions were not intrinsic to a particular genetic result type (positive, negative, or VUS), but arose from reconciling genetic results with the patient's symptoms and medical and family history. Drawing from the sociology of diagnosis and professional expertise, we examine how cardiologists resolved epistemic disruptions by either sidelining or repairing genetic test results. However, such attempts at making genetic test results actionable for diagnosis may not resolve epistemic disruptions. We argue that rather than clinicians lacking individual literacy, the limited uptake of genetic test results reflects a collective problem of gaps in the genetic knowledge base that leads to medical agnosis, or an inability to make sense of a patient's symptoms uncertainty, rather than diagnosis.