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.

Because immune responses within the tumor microenvironment are important predictors of tumor biology, correlations of types of tumor infiltrating lymphocytes (TILs) with clinical outcomes were determined in 278 patients with head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC).Infiltrating levels of CD4 (helper T cells), CD8 (cytotoxic/suppressor T cells), FoxP3 (regulatory T cells), CD68 (myeloid-derived suppressor cells,) and CD1a (Langerhans) cells were measured in tissue microarrays (TMAs). Cox models tested associations with patient outcomes after adjusting for all known prognostic factors. Median follow-up was 36.6 months.Higher CD4 and CD8 TIL levels were associated with improved overall survival (OS; hazard ratio [HR] = 0.77; 95% confidence interval [CI] = 0.65-0.93; p = .005 and HR = 0.77; 95% CI = 0.64-0.94; p = .008, respectively), and relapse-free survival (RFS; p = .03 and .05, respectively). After controlling for prognostic factors, higher CD4 levels predicted improved OS and disease-specific survival (DSS; p = .003 and p = .004, respectively).The findings suggest that TILs are a significant independent prognostic factor for HNSCC that differ by treatment. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Head Neck 38: 1074-1084, 2016.

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

Tobacco usage is linked to multiple cancer types and accounts for a quarter of all cancer-related deaths. Tobacco smoke contains various carcinogenic compounds, including polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), though the mutagenic potential of many tobacco-related chemicals remains largely unexplored. In particular, the highly carcinogenic tobacco-specific nitrosamines NNN and NNK form pre-mutagenic pyridyloxobutyl (POB) DNA adducts. In the study presented here, we identified genome-scale POB-induced mutational signatures in cell lines and rat tumors, while also investigating their role in human cancer. These signatures are characterized by T>N and C>T mutations forming from specific POB adducts damaging dT and dC residues. Analysis of 2,780 cancer genomes uncovered POB signatures in ∼180 tumors; from cancer types distinct from the ones linked to smoking-related signatures SBS4 and SBS92. This suggests that, unlike PAH compounds, the POB pathway may contribute uniquely to the mutational landscapes of certain hematological malignancies and cancers of the kidney, breast, prostate and pancreas.

Introduction Buprenorphine is a highly effective treatment for opioid use disorder (OUD). However, provider observations and preliminary research suggest that the current standard maintenance dose may be insufficient for suppressing withdrawal and preventing cravings among people who use or have used fentanyl. Buprenorphine dosing guidelines were based on studies among people who use heroin and have not been formally re-evaluated since fentanyl became predominant in the unregulated drug supply. We aim to compare the effectiveness of a high (24 mg) vs standard (16 mg) maintenance daily dose of buprenorphine for improving retention in treatment, decreasing the use of non-prescribed opioids, preventing cravings and reducing opioid overdose risk in patients. Methods and analysis Adults who are initiating or continuing buprenorphine for moderate to severe OUD and have a recent history of fentanyl use (n=250) will be recruited at four outpatient substance use treatment clinics in Rhode Island. Patients continuing buprenorphine must be on doses of 16 mg or less and have ongoing fentanyl use to be eligible. Participants will be randomly assigned 1:1 to receive either a high (24 mg) or standard (16 mg) maintenance daily dose, each with usual care, and followed for 12 months to evaluate outcomes. Providers will determine the buprenorphine initiation strategy, with the requirement that participants reach the study maintenance dose within 7 days of randomisation. Providers may adjust the maintenance dose, if clinically needed, for participant safety. The primary study outcome is retention in buprenorphine treatment at 6 months postrandomisation, measured using clinical and statewide administrative data. Other outcomes include non-prescribed opioid use and opioid cravings (secondary), as well as non-fatal or fatal opioid overdose (exploratory). Ethics and dissemination This protocol was approved by the Brown Institutional Review Board (STUDY00000075). Results will be presented at conferences and published in peer-reviewed journals. Trial registration number NCT06316830 .