ABSTRACT Acral melanoma, the most common melanoma subtype among non-Caucasian individuals, is associated with poor prognosis. However, its key molecular drivers remain obscure. Here, we performed integrative genomic and clinical profiling of acral melanomas from a cohort of 104 patients treated in North America or China. We found that recurrent, late-arising amplifications of cytoband chr22q11.21 are a leading determinant of inferior survival, strongly associated with metastasis, and linked to downregulation of immunomodulatory genes associated with response to immune checkpoint blockade. Unexpectedly, LZTR1 – a known tumor suppressor in other cancers – is a key candidate oncogene in this cytoband. Silencing of LZTR1 in melanoma cell lines caused apoptotic cell death independent of major hotspot mutations or melanoma subtypes. Conversely, overexpression of LZTR1 in normal human melanocytes initiated processes associated with metastasis, including anchorage-independent growth, formation of spheroids, and increased levels of MAPK and SRC activities. Our results provide new insights into the etiology of acral melanoma and implicate LZTR1 as a key tumor promoter and therapeutic target.

Abstract Understanding the relationship between tumor and peripheral immune environments could allow longitudinal immune monitoring in cancer. Here, we examined whether T cells that share the same TCRαβ and are found in both tumor and blood can be interrogated to gain insight into the ongoing tumor T cell response. Paired transcriptome and TCRαβ repertoire of circulating and tumor-infiltrating T cells were analyzed from matched tumor and blood from patients with metastatic melanoma at the single cell level. We found that in circulating T cells matching clonally expanded tumor-infiltrating T cells (circulating TILs), gene signatures of effector functions, but not terminal exhaustion, reflect those observed in the tumor. In contrast, features of exhaustion are displayed predominantly by T cells present only in tumor. Finally, genes associated with a high degree of blood-tumor TCR sharing were overexpressed in tumor tissue after immunotherapy. These data demonstrate that circulating TILs, identified by TCRs shared with T cells in tumors, have unique transcriptional expression patterns that may have utility for the interrogation of T cell function in cancer immunotherapy. Summary Combining transcriptomic and TCRαβ repertoire analysis of circulating and tumor-infiltrating CD8 T cells from patients with metastatic melanoma, we identify a blood-based population with effector properties that reflect those of clonally related tumor-resident T cells.