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.

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.

BackgroundObjective reporting of postoperative complications is the foundation of surgical quality assurance. We developed a system to identify both presence and severity of thoracic morbidity and mortality, and evaluated its feasibility and utility over the first two years of its implementation.MethodsThe system was based on the Clavien-Dindo classification, in which the severity of a complication is proportional to the effort to treat it. Definitions were developed by peer review and questionnaire. All patients undergoing thoracic surgery (January 2008 to December 2009) were prospectively evaluated.ResultsA total of 953 patients (mean age 61 years; range, 14 to 95) underwent thoracic surgery (total # cases 1260), of which 369 patients had at least one complication (29.3% procedures). Grades I and II include minor complications requiring no therapy or pharmacologic intervention only. Grades III and IV are major complications that require surgical intervention or life support. Grade V complications result in patient death. Grades I, II, III, and IV complications comprised 4.9%, 63.9%, 21.1%, and 7.8% of all complications; overall mortality rate (grade V) was 2.2%. The most common complications were prolonged air leak (18.8%) and atrial fibrillation (18.2%) after pulmonary resection, and atrial fibrillation (11.5%) after esophagectomy-gastrectomy. Prolonged air leak led to a major complication (13%), readmission (17%), or prolonged hospital stay (29%) to a greater extent than atrial fibrillation (3%, 2%, and 7%, respectively).ConclusionsThis standardized classification system for identifying presence and severity of thoracic surgical complications is feasible, facilitates objective comparison, identifies burden of illness of individual complications, and provides an effective method for continuous surgical quality assessment. Objective reporting of postoperative complications is the foundation of surgical quality assurance. We developed a system to identify both presence and severity of thoracic morbidity and mortality, and evaluated its feasibility and utility over the first two years of its implementation. The system was based on the Clavien-Dindo classification, in which the severity of a complication is proportional to the effort to treat it. Definitions were developed by peer review and questionnaire. All patients undergoing thoracic surgery (January 2008 to December 2009) were prospectively evaluated. A total of 953 patients (mean age 61 years; range, 14 to 95) underwent thoracic surgery (total # cases 1260), of which 369 patients had at least one complication (29.3% procedures). Grades I and II include minor complications requiring no therapy or pharmacologic intervention only. Grades III and IV are major complications that require surgical intervention or life support. Grade V complications result in patient death. Grades I, II, III, and IV complications comprised 4.9%, 63.9%, 21.1%, and 7.8% of all complications; overall mortality rate (grade V) was 2.2%. The most common complications were prolonged air leak (18.8%) and atrial fibrillation (18.2%) after pulmonary resection, and atrial fibrillation (11.5%) after esophagectomy-gastrectomy. Prolonged air leak led to a major complication (13%), readmission (17%), or prolonged hospital stay (29%) to a greater extent than atrial fibrillation (3%, 2%, and 7%, respectively). This standardized classification system for identifying presence and severity of thoracic surgical complications is feasible, facilitates objective comparison, identifies burden of illness of individual complications, and provides an effective method for continuous surgical quality assessment.

Rationale: The molecular mechanisms underlying acute exacerbations of idiopathic pulmonary fibrosis (IPF) are poorly understood. We studied the global gene expression signature of acute exacerbations of IPF.Objectives: To understand the gene expression patterns of acute exacerbations of IPF.Methods: RNA was extracted from 23 stable IPF lungs, 8 IPF lungs with acute exacerbation (IPF-AEx), and 15 control lungs and used for hybridization on Agilent gene expression microarrays. Functional analysis of genes was performed with Spotfire and Genomica. Gene validations for MMP1, MMP7, AGER, DEFA1–3, COL1A2, and CCNA2 were performed by real-time quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction. Immunohistochemistry and in situ terminal deoxynucleotidyltransferase dUTP nick end-labeling assays were performed on the same tissues used for the microarray. ELISA for α-defensins was performed on plasma from control subjects, patients with stable IPF, and patients with IPF-AEx.Measurements and Main Results: Gene expression patterns in IPF-AEx and IPF samples were similar for the genes that distinguish IPF from control lungs. Five hundred and seventy-nine genes were differentially expressed (false discovery rate < 5%) between stable IPF and IPF-AEx. Functional analysis of these genes did not indicate any evidence of an infectious or overwhelming inflammatory etiology. CCNA2 and α-defensins were among the most up-regulated genes. CCNA2 and α-defensin protein levels were also higher and localized to the epithelium of IPF-AEx, where widespread apoptosis was also detected. α-Defensin protein levels were increased in the peripheral blood of patients with IPF-AEx.Conclusions: Our results indicate that IPF-AEx is characterized by enhanced epithelial injury and proliferation, as reflected by increases in CCNA2 and α-defensins and apoptosis of epithelium. The concomitant increase in α-defensins in the peripheral blood and lungs may suggest their use as biomarkers for this disorder.

Highlights•SCCs show chromosome or methylation alterations affecting multiple related genes•These regulate squamous stemness, differentiation, growth, survival, and inflammation•Copy-quiet SCCs have hypermethylated (FANCF, TET1) or mutated (CASP8, MAPK-RAS) genes•Potential targets include ΔNp63, WEE1, IAPs, PI3K-mTOR/MAPK, and immune responsesSummaryThis 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.Graphical abstract

Background and aim Head and neck paragangliomas (HNPGN) are tumours that carry significant morbidity The role of the stroma in the pathogenesis of HNPGN is not completely understood. This study explores the profile of fibroblasts and macrophages in HNPGN. Methods Ten patients undergoing HNPGN surgery were recruited. CD68 and CD163 immunohistochemistry was performed for macrophage analysis; CD90 and podoplanin (PDPN) expression was examined to identify fibroblasts. RT-qPCR was performed on HNPGN tissue for macrophage- and fibroblast-associated molecules. Fibroblast cultures were established from HNPGN were analysed by RT-qPCR and flowcytometry. Confocal microscopy for MCT1 and MCT4 was performed in HNPGN. Results CD68 and CD163 expressing macrophages were noted in HNPGN. CD90 and PDPN expressing cells were present in HNPGN. RT-qPCR analysis showed expression of phenotypic and functional macrophage- and fibroblast-associated molecules in HNPGN. RT-qPCR analysis of fibroblasts cultured from HNPGN confirmed the expression of several molecules including PDPN at comparable levels to healthy tissue fibroblasts. Expression of FAP, MCT-1, insulin receptor (CD220) and insulin growth factor receptor-2 (CD222) was noted on HNPGN derived fibroblasts on flowcytometry. MCT1 and MCT4 were expressed in HNPGN tumour cells and stromal macrophages in-situ . Conclusion Fibroblasts and macrophages are present in the HNPGN tumour microenvironment, and several macrophage and fibroblast functional markers are expressed in HNPGN. Macrophages in HNPGN tissue express metabolic markers MCT1 and MCT4. Further analysis of the fibroblast and macrophage function in HNPGN will improve our understanding of their potential roles in tumour pathogenesis.

Postoperative pulmonary complications (PPCs) represent a significant source of morbidity and mortality in surgical patients. Measurement of predicted postoperative forced expiratory volume in the first second (ppo FEV1) may allow for reliable prediction of PPCs and perioperative planning. This study aimed to determine if impaired ppo FEV1 is associated with increased risk of PPCs following oncologic lung resection.