Trastuzumab, a recombinant monoclonal antibody against HER2, has clinical activity in advanced breast cancer that overexpresses HER2. We investigated its efficacy and safety after excision of early-stage breast cancer and completion of chemotherapy.

We conducted a multinational, randomized study to compare radiotherapy alone with radiotherapy plus cetuximab, a monoclonal antibody against the epidermal growth factor receptor, in the treatment of locoregionally advanced squamous-cell carcinoma of the head and neck.

Immune checkpoint inhibitor (ICI) treatments benefit some patients with metastatic cancers, but predictive biomarkers are needed. Findings in selected cancer types suggest that tumor mutational burden (TMB) may predict clinical response to ICI. To examine this association more broadly, we analyzed the clinical and genomic data of 1,662 advanced cancer patients treated with ICI, and 5,371 non-ICI-treated patients, whose tumors underwent targeted next-generation sequencing (MSK-IMPACT). Among all patients, higher somatic TMB (highest 20% in each histology) was associated with better overall survival. For most cancer histologies, an association between higher TMB and improved survival was observed. The TMB cutpoints associated with improved survival varied markedly between cancer types. These data indicate that TMB is associated with improved survival in patients receiving ICI across a wide variety of cancer types, but that there may not be one universal definition of high TMB.

Tumor molecular profiling is a fundamental component of precision oncology, enabling the identification of genomic alterations in genes and pathways that can be targeted therapeutically. The existence of recurrent targetable alterations across distinct histologically defined tumor types, coupled with an expanding portfolio of molecularly targeted therapies, demands flexible and comprehensive approaches to profile clinically relevant genes across the full spectrum of cancers. We established a large-scale, prospective clinical sequencing initiative using a comprehensive assay, MSK-IMPACT, through which we have compiled tumor and matched normal sequence data from a unique cohort of more than 10,000 patients with advanced cancer and available pathological and clinical annotations. Using these data, we identified clinically relevant somatic mutations, novel noncoding alterations, and mutational signatures that were shared by common and rare tumor types. Patients were enrolled on genomically matched clinical trials at a rate of 11%. To enable discovery of novel biomarkers and deeper investigation into rare alterations and tumor types, all results are publicly accessible.

Resistance to endocrine therapy in breast cancer is associated with activation of the mammalian target of rapamycin (mTOR) intracellular signaling pathway. In early studies, the mTOR inhibitor everolimus added to endocrine therapy showed antitumor activity.

Abstract Stimulation of the insulin and insulin-like growth factor I (IGF-I) receptor activates the phosphoinositide-3-kinase/Akt/mTOR pathway causing pleiotropic cellular effects including an mTOR-dependent loss in insulin receptor substrate-1 expression leading to feedback down-regulation of signaling through the pathway. In model systems, tumors exhibiting mutational activation of phosphoinositide-3-kinase/Akt kinase, a common event in cancers, are hypersensitive to mTOR inhibitors, including rapamycin. Despite the activity in model systems, in patients, mTOR inhibitors exhibit more modest antitumor activity. We now show that mTOR inhibition induces insulin receptor substrate-1 expression and abrogates feedback inhibition of the pathway, resulting in Akt activation both in cancer cell lines and in patient tumors treated with the rapamycin derivative, RAD001. IGF-I receptor inhibition prevents rapamycin-induced Akt activation and sensitizes tumor cells to inhibition of mTOR. In contrast, IGF-I reverses the antiproliferative effects of rapamycin in serum-free medium. The data suggest that feedback down-regulation of receptor tyrosine kinase signaling is a frequent event in tumor cells with constitutive mTOR activation. Reversal of this feedback loop by rapamycin may attenuate its therapeutic effects, whereas combination therapy that ablates mTOR function and prevents Akt activation may have improved antitumor activity. (Cancer Res 2006; 66(3): 1500-8)

Clinical responses to anticancer therapies are often restricted to a subset of patients. In some cases, mutated cancer genes are potent biomarkers for responses to targeted agents. Here, to uncover new biomarkers of sensitivity and resistance to cancer therapeutics, we screened a panel of several hundred cancer cell lines—which represent much of the tissue-type and genetic diversity of human cancers—with 130 drugs under clinical and preclinical investigation. In aggregate, we found that mutated cancer genes were associated with cellular response to most currently available cancer drugs. Classic oncogene addiction paradigms were modified by additional tissue-specific or expression biomarkers, and some frequently mutated genes were associated with sensitivity to a broad range of therapeutic agents. Unexpected relationships were revealed, including the marked sensitivity of Ewing’s sarcoma cells harbouring the EWS (also known as EWSR1)-FLI1 gene translocation to poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) inhibitors. By linking drug activity to the functional complexity of cancer genomes, systematic pharmacogenomic profiling in cancer cell lines provides a powerful biomarker discovery platform to guide rational cancer therapeutic strategies. Human cancer cell lines are screened with drugs, undergoing clinical or preclinical investigation, to determine specific genomic alterations associated with response to therapeutic agents. Cancer cell lines are widely used as preclinical models to gain mechanistic and therapeutic insight. Two manuscripts in this issue describe the large-scale genetic and pharmacological characterization of human cancer cell lines. Each group characterized collections of several-hundred cell lines using different platforms and analytical methods. Their results are complementary, and confirm that many human cell lines capture the genomic diversity of their respective cancers. Initial findings include the identification of a number of potential markers of drug sensitivity and resistance. For example, Garnett et al. report an association between EWS-FLI1 gene translocations, frequently found in Ewing's sarcoma, and sensitivity to PARP inhibitors, a class of drug currently in clinical trials for other cancer types. Barretina et al. report a possible association between SLFN11 expression and sensitivity to topoisomerase inhibitors.

Cells in Transit(ion) Epithelial-mesenchymal transition (EMT) is a developmental program that converts adherent epithelial cells to a migratory mesenchymal state. This cell-fate change has been linked to tumor metastasis in preclinical models. To investigate whether EMT occurs in human cancer, Yu et al. (p. 580 ) isolated circulating tumor cells (CTCs) from breast cancer patients and analyzed their expression of epithelial and mesenchymal markers by RNA–in situ hybridization and RNA sequencing. Biphenotypic cells expressing both types of markers were rare in primary breast tumors but were enriched among CTCs, as were cells expressing only mesenchymal markers. Serial blood samples from one patient revealed that CTCs in the mesenchymal state declined in number when the patient responded to therapy but rebounded when the disease began to progress—a pattern repeated when a different therapy was administered. Thus, EMT may facilitate tumor cell dissemination in humans.

With prospective clinical sequencing of tumors emerging as a mainstay in cancer care, there is an urgent need for a clinical support tool that distills the clinical implications associated with specific mutation events into a standardized and easily interpretable format. To this end, we developed OncoKB, an expert-guided precision oncology knowledge base.OncoKB annotates the biological and oncogenic effect and the prognostic and predictive significance of somatic molecular alterations. Potential treatment implications are stratified by the level of evidence that a specific molecular alteration is predictive of drug response based on US Food and Drug Administration (FDA) labeling, National Comprehensive Cancer Network (NCCN) guidelines, disease-focused expert group recommendations and the scientific literature.To date, over 3000 unique mutations, fusions, and copy number alterations in 418 cancer-associated genes have been annotated. To test the utility of OncoKB, we annotated all genomic events in 5983 primary tumor samples in 19 cancer types. Forty-one percent of samples harbored at least one potentially actionable alteration, of which 7.5% were predictive of clinical benefit from a standard treatment. OncoKB annotations are available through a public web resource (http://oncokb.org/) and are also incorporated into the cBioPortal for Cancer Genomics to facilitate the interpretation of genomic alterations by physicians and researchers.OncoKB, a comprehensive and curated precision oncology knowledge base, offers oncologists detailed, evidence-based information about individual somatic mutations and structural alterations present in patient tumors with the goal of supporting optimal treatment decisions.

Background Previous results from our phase 3 randomised trial showed that adding cetuximab to primary radiotherapy increased overall survival in patients with locoregionally advanced squamous-cell carcinoma of the head and neck (LASCCHN) at 3 years. Here we report the 5-year survival data, and investigate the relation between cetuximab-induced rash and survival. Methods Patients with LASCCHN of the oropharynx, hypopharynx, or larynx with measurable disease were randomly allocated in a 1:1 ratio to receive either comprehensive head and neck radiotherapy alone for 6–7 weeks or radiotherapy plus weekly doses of cetuximab: 400 mg/m2 initial dose, followed by seven weekly doses at 250 mg/m2. Randomisation was done with an adaptive minimisation technique to balance assignments across stratification factors of Karnofsky performance score, T stage, N stage, and radiation fractionation. The trial was un-blinded. The primary endpoint was locoregional control, with a secondary endpoint of survival. Following discussions with the US Food and Drug Administration, the dataset was locked, except for queries to the sites about overall survival, before our previous report in 2006, so that an independent review could be done. Analyses were done on an intention-to-treat basis. Following completion of treatment, patients underwent physical examination and radiographic imaging every 4 months for 2 years, and then every 6 months thereafter. The trial is registered at www.ClinicalTrials.gov, number NCT00004227. Findings Patients were randomly assigned to receive radiotherapy with (n=211) or without (n=213) cetuximab, and all patients were followed for survival. Updated median overall survival for patients treated with cetuximab and radiotherapy was 49·0 months (95% CI 32·8–69·5) versus 29·3 months (20·6–41·4) in the radiotherapy-alone group (hazard ratio [HR] 0·73, 95% CI 0·56–0·95; p=0·018). 5-year overall survival was 45·6% in the cetuximab-plus-radiotherapy group and 36·4% in the radiotherapy-alone group. Additionally, for the patients treated with cetuximab, overall survival was significantly improved in those who experienced an acneiform rash of at least grade 2 severity compared with patients with no rash or grade 1 rash (HR 0·49, 0·34–0·72; p=0·002). Interpretation For patients with LASCCHN, cetuximab plus radiotherapy significantly improves overall survival at 5 years compared with radiotherapy alone, confirming cetuximab plus radiotherapy as an important treatment option in this group of patients. Cetuximab-treated patients with prominent cetuximab-induced rash (grade 2 or above) have better survival than patients with no or grade 1 rash. Funding ImClone Systems, Merck KGaA, and Bristol-Myers Squibb.