Aneuploidy, whole chromosome or chromosome arm imbalance, is a near-universal characteristic of human cancers. In 10,522 cancer genomes from The Cancer Genome Atlas, aneuploidy was correlated with TP53 mutation, somatic mutation rate, and expression of proliferation genes. Aneuploidy was anti-correlated with expression of immune signaling genes, due to decreased leukocyte infiltrates in high-aneuploidy samples. Chromosome arm-level alterations show cancer-specific patterns, including loss of chromosome arm 3p in squamous cancers. We applied genome engineering to delete 3p in lung cells, causing decreased proliferation rescued in part by chromosome 3 duplication. This study defines genomic and phenotypic correlates of cancer aneuploidy and provides an experimental approach to study chromosome arm aneuploidy.

Summary

 DNA damage repair (DDR) pathways modulate cancer risk, progression, and therapeutic response. We systematically analyzed somatic alterations to provide a comprehensive view of DDR deficiency across 33 cancer types. Mutations with accompanying loss of heterozygosity were observed in over 1/3 of DDR genes, including TP53 and BRCA1/2. Other prevalent alterations included epigenetic silencing of the direct repair genes EXO5, MGMT, and ALKBH3 in ∼20% of samples. Homologous recombination deficiency (HRD) was present at varying frequency in many cancer types, most notably ovarian cancer. However, in contrast to ovarian cancer, HRD was associated with worse outcomes in several other cancers. Protein structure-based analyses allowed us to predict functional consequences of rare, recurrent DDR mutations. A new machine-learning-based classifier developed from gene expression data allowed us to identify alterations that phenocopy deleterious TP53 mutations. These frequent DDR gene alterations in many human cancers have functional consequences that may determine cancer progression and guide therapy.

We conducted the largest investigation of predisposition variants in cancer to date, discovering 853 pathogenic or likely pathogenic variants in 8% of 10,389 cases from 33 cancer types. Twenty-one genes showed single or cross-cancer associations, including novel associations of SDHA in melanoma and PALB2 in stomach adenocarcinoma. The 659 predisposition variants and 18 additional large deletions in tumor suppressors, including ATM, BRCA1, and NF1, showed low gene expression and frequent (43%) loss of heterozygosity or biallelic two-hit events. We also discovered 33 such variants in oncogenes, including missenses in MET, RET, and PTPN11 associated with high gene expression. We nominated 47 additional predisposition variants from prioritized VUSs supported by multiple evidences involving case-control frequency, loss of heterozygosity, expression effect, and co-localization with mutations and modified residues. Our integrative approach links rare predisposition variants to functional consequences, informing future guidelines of variant classification and germline genetic testing in cancer.

Background & AimsCrohn's disease commonly recurs after intestinal resection. We evaluated whether the administration of infliximab after resective intestinal surgery for Crohn's disease reduces postoperative recurrence.MethodsWe randomly assigned 24 patients with Crohn's disease who had undergone ileocolonic resection to receive intravenous infliximab (5 mg/kg), administered within 4 weeks of surgery and continued for 1 year, or placebo. The primary end point was the proportion of patients with endoscopic recurrence at 1 year. Secondary end points were clinical recurrence and remission and histologic recurrence.ResultsThe rate of endoscopic recurrence at 1 year was significantly lower in the infliximab group (1 of 11 patients; 9.1%) compared with the placebo group (11 of 13 patients; 84.6%) (P = .0006). There was a nonsignificant higher proportion of patients in clinical remission in the infliximab group (8 of 10; 80.0%) compared with the placebo group (7 of 13; 53.8%) (P = .38). The histologic recurrence rate at 1 year was significantly lower in the infliximab group (3 of 11 patients; 27.3%) compared with the placebo group (11 of 13 patients; 84.6%) (P = .01). The occurrence of adverse events was similar between the placebo and infliximab groups, and none occurred in the immediate postoperative period.ConclusionsAdministration of infliximab after intestinal resective surgery was effective at preventing endoscopic and histologic recurrence of Crohn's disease. Crohn's disease commonly recurs after intestinal resection. We evaluated whether the administration of infliximab after resective intestinal surgery for Crohn's disease reduces postoperative recurrence. We randomly assigned 24 patients with Crohn's disease who had undergone ileocolonic resection to receive intravenous infliximab (5 mg/kg), administered within 4 weeks of surgery and continued for 1 year, or placebo. The primary end point was the proportion of patients with endoscopic recurrence at 1 year. Secondary end points were clinical recurrence and remission and histologic recurrence. The rate of endoscopic recurrence at 1 year was significantly lower in the infliximab group (1 of 11 patients; 9.1%) compared with the placebo group (11 of 13 patients; 84.6%) (P = .0006). There was a nonsignificant higher proportion of patients in clinical remission in the infliximab group (8 of 10; 80.0%) compared with the placebo group (7 of 13; 53.8%) (P = .38). The histologic recurrence rate at 1 year was significantly lower in the infliximab group (3 of 11 patients; 27.3%) compared with the placebo group (11 of 13 patients; 84.6%) (P = .01). The occurrence of adverse events was similar between the placebo and infliximab groups, and none occurred in the immediate postoperative period. Administration of infliximab after intestinal resective surgery was effective at preventing endoscopic and histologic recurrence of Crohn's disease.

We analyzed molecular data on 2,579 tumors from The Cancer Genome Atlas (TCGA) of four gynecological types plus breast. Our aims were to identify shared and unique molecular features, clinically significant subtypes, and potential therapeutic targets. We found 61 somatic copy-number alterations (SCNAs) and 46 significantly mutated genes (SMGs). Eleven SCNAs and 11 SMGs had not been identified in previous TCGA studies of the individual tumor types. We found functionally significant estrogen receptor-regulated long non-coding RNAs (lncRNAs) and gene/lncRNA interaction networks. Pathway analysis identified subtypes with high leukocyte infiltration, raising potential implications for immunotherapy. Using 16 key molecular features, we identified five prognostic subtypes and developed a decision tree that classified patients into the subtypes based on just six features that are assessable in clinical laboratories.

Autophagy is a lysosome-dependent degradative process that protects cancer cells from multiple stresses. In preclinical models, autophagy inhibition with chloroquine (CQ) derivatives augments the efficacy of many anticancer therapies, but CQ has limited activity as a single agent. Clinical trials are underway combining anticancer agents with hydroxychloroquine (HCQ), but concentrations of HCQ required to inhibit autophagy are not consistently achievable in the clinic. We report the synthesis and characterization of bisaminoquinoline autophagy inhibitors that potently inhibit autophagy and impair tumor growth in vivo. The structural motifs that are necessary for improved autophagy inhibition compared with CQ include the presence of two aminoquinoline rings and a triamine linker and C-7 chlorine. The lead compound, Lys01, is a 10-fold more potent autophagy inhibitor than HCQ. Compared with HCQ, Lys05, a water-soluble salt of Lys01, more potently accumulates within and deacidifies the lysosome, resulting in impaired autophagy and tumor growth. At the highest dose administered, some mice develop Paneth cell dysfunction that resembles the intestinal phenotype of mice and humans with genetic defects in the autophagy gene ATG16L1, providing in vivo evidence that Lys05 targets autophagy. Unlike HCQ, significant single-agent antitumor activity is observed without toxicity in mice treated with lower doses of Lys05, establishing the therapeutic potential of this compound in cancer.

This integrated, multiplatform PanCancer Atlas study co-mapped and identified distinguishing molecular features of squamous cell carcinomas (SCCs) from five sites associated with smoking and/or human papillomavirus (HPV). SCCs harbor 3q, 5p, and other recurrent chromosomal copy-number alterations (CNAs), DNA mutations, and/or aberrant methylation of genes and microRNAs, which are correlated with the expression of multi-gene programs linked to squamous cell stemness, epithelial-to-mesenchymal differentiation, growth, genomic integrity, oxidative damage, death, and inflammation. Low-CNA SCCs tended to be HPV(+) and display hypermethylation with repression of TET1 demethylase and FANCF, previously linked to predisposition to SCC, or harbor mutations affecting CASP8, RAS-MAPK pathways, chromatin modifiers, and immunoregulatory molecules. We uncovered hypomethylation of the alternative promoter that drives expression of the ΔNp63 oncogene and embedded miR944. Co-expression of immune checkpoint, T-regulatory, and Myeloid suppressor cells signatures may explain reduced efficacy of immune therapy. These findings support possibilities for molecular classification and therapeutic approaches.

Bulk tumor tissues comprise intermixed populations of neoplastic cells and multiple stromal cell lineages. We used laser capture microdissection and RNA sequencing to disentangle the transcriptional programs active in the malignant epithelium and stroma of pancreatic ductal adenocarcinoma (PDA). This led to the development of a new algorithm (ADVOCATE) that accurately predicts the compartment fractions of bulk tumor samples and can computationally purify bulk gene expression data from PDA. We also present novel stromal subtypes, derived from 110 microdissected PDA stroma samples, that were enriched in extracellular matrix- and immune-associated processes. Finally, we applied ADVOCATE to systematically evaluate cross-compartment subtypes spanning four patient cohorts, revealing consistent functional classes and survival associations despite substantial compositional differences.