A high tumour mutational burden (hypermutation) is observed in some gliomas1–5; however, the mechanisms by which hypermutation develops and whether it predicts the response to immunotherapy are poorly understood. Here we comprehensively analyse the molecular determinants of mutational burden and signatures in 10,294 gliomas. We delineate two main pathways to hypermutation: a de novo pathway associated with constitutional defects in DNA polymerase and mismatch repair (MMR) genes, and a more common post-treatment pathway, associated with acquired resistance driven by MMR defects in chemotherapy-sensitive gliomas that recur after treatment with the chemotherapy drug temozolomide. Experimentally, the mutational signature of post-treatment hypermutated gliomas was recapitulated by temozolomide-induced damage in cells with MMR deficiency. MMR-deficient gliomas were characterized by a lack of prominent T cell infiltrates, extensive intratumoral heterogeneity, poor patient survival and a low rate of response to PD-1 blockade. Moreover, although bulk analyses did not detect microsatellite instability in MMR-deficient gliomas, single-cell whole-genome sequencing analysis of post-treatment hypermutated glioma cells identified microsatellite mutations. These results show that chemotherapy can drive the acquisition of hypermutated populations without promoting a response to PD-1 blockade and supports the diagnostic use of mutational burden and signatures in cancer. Temozolomide therapy seems to lead to mismatch repair deficiency and hypermutation in gliomas, but not to an increase in response to immunotherapy.

Antibodies that target the immune checkpoint receptor programmed cell death protein 1 (PD-1) have resulted in prolonged and beneficial responses toward a variety of human cancers. However, anti–PD-1 therapy in some patients provides no benefit and/or results in adverse side effects. The factors that determine whether patients will be drug sensitive or resistant are not fully understood; therefore, genomic assessment of exceptional responders can provide important insight into patient response. Here, we identified a patient with endometrial cancer who had an exceptional response to the anti–PD-1 antibody pembrolizumab. Clinical grade targeted genomic profiling of a pretreatment tumor sample from this individual identified a mutation in DNA polymerase epsilon (POLE) that associated with an ultramutator phenotype. Analysis of The Cancer Genome Atlas (TCGA) revealed that the presence of POLE mutation associates with high mutational burden and elevated expression of several immune checkpoint genes. Together, these data suggest that cancers harboring POLE mutations are good candidates for immune checkpoint inhibitor therapy.

A significant proportion of patients with early-stage triple-negative breast cancer (TNBC) are treated with neoadjuvant chemotherapy. Sequencing of circulating tumor DNA (ctDNA) after surgery, along with enumeration of circulating tumor cells (CTCs), may be used to detect minimal residual disease and assess which patients may experience disease recurrence.To determine whether the presence of ctDNA and CTCs after neoadjuvant chemotherapy in patients with early-stage TNBC is independently associated with recurrence and clinical outcomes.A preplanned secondary analysis was conducted from March 26, 2014, to December 18, 2018, using data from 196 female patients in BRE12-158, a phase 2 multicenter randomized clinical trial that randomized patients with early-stage TNBC who had residual disease after neoadjuvant chemotherapy to receive postneoadjuvant genomically directed therapy vs treatment of physician choice. Patients had blood samples collected for ctDNA and CTCs at time of treatment assignment; ctDNA analysis with survival was performed for 142 patients, and CTC analysis with survival was performed for 123 patients. Median clinical follow-up was 17.2 months (range, 0.3-58.3 months).Circulating tumor DNA was sequenced using the FoundationACT or FoundationOneLiquid Assay, and CTCs were enumerated using an epithelial cell adhesion molecule-based, positive-selection microfluidic device.Primary outcomes were distant disease-free survival (DDFS), disease-free survival (DFS), and overall survival (OS).Among 196 female patients (mean [SD] age, 49.6 [11.1] years), detection of ctDNA was significantly associated with inferior DDFS (median DDFS, 32.5 months vs not reached; hazard ratio [HR], 2.99; 95% CI, 1.38-6.48; P = .006). At 24 months, DDFS probability was 56% for ctDNA-positive patients compared with 81% for ctDNA-negative patients. Detection of ctDNA was similarly associated with inferior DFS (HR, 2.67; 95% CI, 1.28-5.57; P = .009) and inferior OS (HR, 4.16; 95% CI,1.66-10.42; P = .002). The combination of ctDNA and CTCs provided additional information for increased sensitivity and discriminatory capacity. Patients who were ctDNA positive and CTC positive had significantly inferior DDFS compared with those who were ctDNA negative and CTC negative (median DDFS, 32.5 months vs not reached; HR, 5.29; 95% CI, 1.50-18.62; P = .009). At 24 months, DDFS probability was 52% for patients who were ctDNA positive and CTC positive compared with 89% for those who were ctDNA negative and CTC negative. Similar trends were observed for DFS (HR, 3.15; 95% CI, 1.07-9.27; P = .04) and OS (HR, 8.60; 95% CI, 1.78-41.47; P = .007).In this preplanned secondary analysis of a randomized clinical trial, detection of ctDNA and CTCs in patients with early-stage TNBC after neoadjuvant chemotherapy was independently associated with disease recurrence, which represents an important stratification factor for future postneoadjuvant trials.ClinicalTrials.gov Identifier: NCT02101385.

FoundationOne®CDx (F1CDx) is a United States (US) Food and Drug Administration (FDA)-approved companion diagnostic test to identify patients who may benefit from treatment in accordance with the approved therapeutic product labeling for 28 drug therapies. F1CDx utilizes next-generation sequencing (NGS)-based comprehensive genomic profiling (CGP) technology to examine 324 cancer genes in solid tumors. F1CDx reports known and likely pathogenic short variants (SVs), copy number alterations (CNAs), and select rearrangements, as well as complex biomarkers including tumor mutational burden (TMB) and microsatellite instability (MSI), in addition to genomic loss of heterozygosity (gLOH) in ovarian cancer. CGP services can reduce the complexity of biomarker testing, enabling precision medicine to improve treatment decision-making and outcomes for cancer patients, but only if test results are reliable, accurate, and validated clinically and analytically to the highest standard available. The analyses presented herein demonstrate the extensive analytical and clinical validation supporting the F1CDx initial and subsequent FDA approvals to ensure high sensitivity, specificity, and reliability of the data reported. The analytical validation included several in-depth evaluations of F1CDx assay performance including limit of detection (LoD), limit of blank (LoB), precision, and orthogonal concordance for SVs (including base substitutions [SUBs] and insertions/deletions [INDELs]), CNAs (including amplifications and homozygous deletions), genomic rearrangements, and select complex biomarkers. The assay validation of >30,000 test results comprises a considerable and increasing body of evidence that supports the clinical utility of F1CDx to match patients with solid tumors to targeted therapies or immunotherapies based on their tumor's genomic alterations and biomarkers. F1CDx meets the clinical needs of providers and patients to receive guideline-based biomarker testing, helping them keep pace with a rapidly evolving field of medicine.

Abstract Mechanistic understanding of oncogenic variants facilitates the development and optimization of treatment strategies. We recently identified in-frame, tandem duplication of EGFR exons 18 - 25, which causes EGFR Kinase Domain Duplication (EGFR-KDD). Here, we characterize the prevalence of ERBB family KDDs across multiple human cancers and evaluate the functional biochemistry of EGFR-KDD as it relates to pathogenesis and potential therapeutic intervention. We provide computational and experimental evidence that EGFR-KDD functions by forming asymmetric EGF-independent intra-molecular and EGF-dependent inter-molecular dimers. Time-resolved fluorescence microscopy and co-immunoprecipitation reveals EGFR-KDD can form ligand-dependent inter-molecular homo- and hetero-dimers/multimers. Furthermore, we show that inhibition of EGFR-KDD activity is maximally achieved by blocking both intra- and inter-molecular dimerization. Collectively, our findings define a previously unrecognized model of EGFR dimerization, providing important insights for the understanding of EGFR activation mechanisms and informing personalized treatment of patients with tumors harboring EGFR-KDD. Finally, we establish ERBB KDDs as recurrent oncogenic events in multiple cancers.

8032 Background: Previous studies have linked the presence of inactivating mutations in the tumor suppressor gene STK11 with reduced efficacy of immune checkpoint inhibitor (ICI) treatments in lung adenocarcinoma (LA). We queried whether there has been a change in the STK11 mutation frequency over the last 10-year period that could potentially reflect the emergence of additional acquired resistance mutations. Methods: Over a 10-year period from 2013 through 2022, 109,763 clinically advanced LA underwent hybrid capture based comprehensive genomic profiling (CGP) to assess all classes of genomic alterations (GA) at a single reference laboratory (Foundation Medicine). MSI-high status and tumor mutational burden (TMB) were determined from the sequencing data. PD-L1 status was measured by immunohistochemistry (IHC) using the Dako 22C3 kit with TPS scoring. Statistical comparisons utilized the 2-tailed Chi Square method with the Yates’ correction. Results: The frequency of STK11 inactivating GA in all cases of LA significantly increased during the study period from 2013 to 2022 (16.1% vs 20.1%; p=0.0005). This increase appeared to be predominantly in KRAS wild type LA (10.1% vs 15.5%; p<0.0001). The STK11 GA frequency slightly declined in the KRAS mutated LA over the 10-year period (29.9% vs o 27.0%, P=0.25). During the same time period, the KEAP1 GA frequency increased from 12.6% to 14.9% (p= 0.076) and the frequency of combined STK11 and KEAP1 GA increased from 4.8% to 8.0% (p=.0006). The frequencies of MSI-high status, TMB and PD-L1 expression did not significantly change over the observation period. Conclusions: The continuously increasing approved indications for ICI-based treatments for both early stage and clinically advanced LA appears to be accompanied by a significant increase in the frequency of inactivating STK11 GA predominantly in the KRAS mutation negative LA population. This inactivation is associated with an attenuated response rate and progression-free survival in this population. Given the development of novel therapies focused on potential restoration of STK11 function by HDAC/CoREST inhibition, further study of the STK11 GA distribution in LA appears warranted. [Table: see text]

Purpose: Leiomyosarcomas (LMS) harbor frequent inactivation of TP53 and RB1, and extensive DNA copy number alterations. Here, we describe a distinct recurrent genomic signature in TP53/RB1-wildtype uterine LMS. Methods: Tissues from 276,645 unique advanced cancers, including 2,570 uterine and soft tissue LMS were sequenced by hybrid-capture-based next-generation DNA and RNA sequencing/comprehensive genomic profiling of up to 406 genes. We characterized clinicopathologic features of relevant cases. Results: We identified 77 LMS with homozygous copy loss of CDKN2C at chromosome 1p32.3 (3.0% of LMS). Genomic alterations (GAs) in TP53, RB1, and ATRX were rare in comparison with the remainder of the LMS cohort (11.7% vs 73.4%, 0% vs 54.5%, 2.6% vs 24.5%, all p<0.0001). CDKN2C-null LMS cases were significantly enriched for GAs in CIC (40.3% vs 1.4%) at 19q13.2, CDKN2A (46.8% vs 7.0%), and RAD51B (16.9% vs 1.7%; all p<0.0001). Chromosome arm-level aneuploidy analysis of available LMS cases (n=1,251) found that 85% (n=33/39) of CDKN2C-null LMS cases exhibited 1p/19q-codeletion, with significant enrichment in comparison to the remainder of the evaluated LMS cohort (85% vs. 5.1%, p<0.0001). 99% of CDKN2C-null cases were in females; median age was 61 years at surgery (range, 36-81 years). 55 cases were of uterine primary, 4 cases non-uterine, and the remaining 18 of uncertain primary site. 6 patients had a prior history of leiomyomatosis or uterine smooth muscle tumor of uncertain malignant potential. 60% of cases showed at least focal epithelioid variant histology. Most cases were of known advanced stage, with 62% of confirmed uterine primary cases at FIGO stage IVB. Conclusion: The identification of this novel genomic subset may have prognostic and/or therapeutic clinical relevance, including use of specific cyclin-dependent kinase inhibitors.

PURPOSE Biliary tract cancers (BTCs) include intrahepatic cholangiocarcinoma (ICC), extrahepatic cholangiocarcinoma (ECC), and gallbladder cancers. BTCs have a number of genomic alterations, including isocitrate dehydrogenase 1 ( IDH1 ) mutations, fibroblast growth factor receptor 2 ( FGFR2 ) rearrangements, and ERBB2 amplifications. Therapies targeting these alterations have shown clinical benefit in patients with BTCs in the United States. However, molecular differences between races in BTCs are largely unknown. In particular, the genomic profiles of African American (AA) patients with BTCs have been infrequently reported. We sought to identify key genomic differences between AA and Caucasian patients with BTCs in the United States in the Foundation Medicine and American Association for Cancer Research (AACR) GENIE databases. METHODS BTC patients from AA and Caucasian patients from the Foundation Medicine and AACR GENIE databases were retrospectively reviewed. BTCs were divided into ICC, ECC, and GBCs in the Foundation Medicine database. BTCs were divided into cholangiocarcinomas and GBCs in the AACR GENIE database. RESULTS The mean age of AA patients with BTCs was lower compared with Caucasians. TP53 and FGFR2 alterations were significantly more frequent in AA patients compared with Caucasian patients with BTCs. IDH1 mutations in Caucasian patients with BTCs were double that of AA patients. CONCLUSION The results of this study suggest that significant genomic differences exist between races and warrant further investigation.

PURPOSE Although both urachal (U) and nonurachal (NU) bladder adenocarcinomas (adenoCas) share several histologic similarities, they differ in location and sometimes in therapeutic options. We analyzed the differences in genomic alterations (GAs) between these tumor entities, with the aim of identifying potential therapeutic targets for clinical trials. MATERIALS AND METHODS Overall, 133 U and 328 NU adenoCas were analyzed. Hybrid capture–based comprehensive genomic profiling (CGP) was performed to evaluate all classes of GA. Germline status of GA was predicted using a validated somatic-germline computational method. CGP was performed using the FoundationOne and FoundationOne CDx assays (Foundation Medicine, Inc). RESULTS The most frequent GA in both U and NU cohorts included TP53 (86.5% v 81.1%) and KRAS (34.6% v 27.7%). GAs characteristic of colorectal adenoCa, such as SMAD4 ( P = .069) and GNAS ( P = .071), were more common in U versus NU. Conversely, TERT ( P < .01) and RB1 ( P = .071) were more prevalent in NU adenoCa. Notably, both U and NU adenoCas exhibited possibly targetable GA in PIK3CA (7.5% v 7.9%) and ERBB2 (6.8% v 7.6%). Biomarkers associated with potential benefit from anti–PD-1/L1 were infrequent. Median tumor mutational burden was 2.6 and 3.5 mutations per megabase for U and NU, respectively, and PD-L1 expression >1% was rare. Genomic ancestry and genomic signature distribution were similar in both tumor types. GAs were most commonly of somatic nature. Limitations include lack of clinical data, tumor heterogeneity, and retrospective nature. CONCLUSION U and NU adenoCAs revealed differences in GA, with PIK3CA and ERBB2 being identified as putative therapeutic targets. Biomarkers of response to anti–PD-(L)1 were uncommon. Results highlight the potential of CGP to personalize treatment options of bladder adenoCa and inform clinical trial designs.

PURPOSE To evaluate the activity and safety of nivolumab with nab-paclitaxel as neoadjuvant therapy, followed by radical cystectomy (RC) and postsurgical adjuvant nivolumab in patients with muscle-invasive bladder cancer (MIBC). PATIENTS AND METHODS Eligible patients had an Eastern Cooperative Oncology Group performance status of ≤1 and a T2-4aN0-1M0 stage with >50% urothelial carcinoma histology and were ineligible for or refused cisplatin-based chemotherapy. Patients received four cycles of nivolumab 360 mg once every 3 weeks + nab-paclitaxel 125 mg/m 2 once on days 1 and 8, every 3 weeks, followed by RC, and then adjuvant nivolumab 360 mg once every 3 weeks × 13 cycles. The primary end point was the pathologic complete response (CR) rate (ypT0N0). Secondary end points were major pathologic response (ypT≤1N0), safety, event-free survival (EFS), and overall survival. RESULTS Thirty-one patients were enrolled from December 2021 to June 2023; 19 (61.3%) had a cT2 stage, two (6.5%) had N1 stage, and 16 (51.6%) had a variant histology. Five patients (16.1%) received less than four full courses of neoadjuvant treatment because of treatment-related adverse events (TRAEs). Grade 3/4 TRAEs occurred in eight patients (25.8%). Twenty-eight patients underwent RC, and three refused RC after evidence of clinical CR and received a redo transurethral resection of the bladder tumor (reTURBT). The trial met its primary end point: 10 patients (32.3%; 95% CI, 16.7 to 51.4) achieved an ypT0N0 response. By including those who underwent reTURBT, 22 (70.9%; 95% CI, 55 to 87) achieved an ypT≤1N0-x response. After a median follow-up of 12 months (range, 5-22), two patients had a disease relapse after surgery. The 12-month EFS was 89.8% (95% CI, 79.5 to 100). CONCLUSION To our knowledge, the first results from NURE-Combo trial suggest that this combination could expand the therapeutic opportunities of immune-chemotherapy in patients with MIBC.