2013 Background: Isocitrate dehydrogenase mutations (IDHmt) define astrocytomas and oligodendrogliomas. IDHmt results in accumulation of R-2-hydroxyglutarate (2HG), leading to epigenetic dysregulation and defective homologous recombination repair, providing a rationale for poly (adenosine 5’-diphophate-ribose) polymerase (PARP) inhibitors. PARP inhibition upregulates PD-L1 so the combination with immune checkpoint inhibition is potentially synergistic. Methods: Patients (pts) with recurrent high-grade IDHmt gliomas were enrolled in this phase II open-label study (NCT03991832). Eligibility included progressive disease with up to 2 prior lines of systemic therapies and ECOG 0–1. Pts received olaparib 300 mg twice daily continuously and durvalumab 1500 mg IV every 4 weeks. Simon’s optimal two-stage design was used. The primary objective was overall response rate (ORR) and disease control rate (DCR) by RANO criteria. Secondary objectives included overall survival (OS), progression free survival (PFS) and safety.Exploratory biomarkers of response and resistance were assessed with serial blood samples using cell-free methylated DNA immunoprecipitation and high-throughput sequencing (cfMeDIP-seq) as well as multiplex-immunohistochemistry. Results: In the 29 pts enrolled between January 2020–February 2023, median age was 40.5 (range 23–66) and 41% were female. Initial tumor grade was 2 in 9, 3 in 8 and 4 in 12 pts, respectively. Median time to enrollment from tumour diagnosis was 5.9 years. All had prior resection and median number of prior systemic therapies was 2. One patient clinically deteriorated before starting treatment. ORR was 10%, 95% CI 2.2–27%, with responses in 3 pts. One pt with grade 4 astrocytoma had a complete response and remains on treatment after 33 months. The other 2 responders with grade 4 astrocytoma had response durations of 4.1 and 9.8 months. DCR was 28% (95% CI 12.7–47.2%) with 5 additional pts demonstrating stable disease. With a median follow-up of 33 months, mOS was 9.5 months (95% CI 4.3–19.3) and mPFS was 1.9 months (95% CI 1.8–3.0). There was no treatment-related grade 3–4 toxicities. Any grade toxicities included fatigue (48%), nausea (17%), diarrhea (10%), and cytopenias (3%). Using serial cfMeDIP-seq, cell free DNA methylomes comparing responders versus progressors using the top differentially methylated regions can predict treatment response with high accuracy (AUC 0.833). Post progression, differentially methylated genes converge on TGF-β and signal transduction pathways, suggesting possible mechanisms of resistance. Multi-modal analysis of long-term responders will additionally be presented. Conclusions: Combination treatment with olaparib and durvalumab for pts with IDHmt glioma is well tolerated but has limited efficacy in unselected pts. cfMeDIP-seq can reliably predict tumour progression providing a blood-based biomarker of treatment response. Clinical trial information: NCT03991832 .

2645 Background: Immune checkpoint inhibitors (ICI) improve survival in multiple advanced solid tumors but many patients do not benefit. We conducted a comprehensive whole genome transcriptome sequencing (WGTS) analysis to identify predictors of immune sensitivity. Methods: Clinical and molecular data from archival or pre-treatment FFPE tumor tissue were available for analysis from The Marathon of Hope Cancer Centres Network Study (MOHCCN). It includes patients (Pts) with advanced solid tumors and ECOG PS 0 or 1 treated with ICIs targeting PD-1, PD-L1, or CTLA-4 in the INSPIRE (NCT02644369) and OCTANE (NCT02906943) cohorts. Response (R) to ICI was defined as radiological and clinical response without PFS event at 6 months; versus non-response (NR) as radiological or clinical progression within 6 months. Responders without evidence of progression for >12 months were categorized as durable responders (DR). Nucleic acids were sequenced using Illumina NovaSeq 6000 system targeting minimum coverage of 80X and 30X for tumour and normal WGS, respectively and 80M reads for tumour RNA-seq. WGTS data were integrated with clinical data to identify associations with response to ICIs. Also, an analysis of immune cell types was conducted using multiplexed IHC and RNA-Seq deconvolution (CIBERSORT). Results: 59 Pts were included in this analysis: 28 (R) and 31 (NR). The most common tumor types were head and neck (n = 19) and melanoma (n = 7). Median age was 62 years (range 24-81); male 58% and median follow-up was 58 months (range 11-280). The most frequent ICI was pembrolizumab 76%, with 90% of all pts receiving ICI monotherapy and 10% combination. 75% of pts received chemotherapy prior to ICI. Higher tumor mutation burden (TMB) was observed in R vs NR (median 13 vs 5 coding mut/Mb, p=0.001), with the highest TMB in patients with DR (median 14 mut/Mb ). Differential RNA gene expression analysis showed NR had increased expression of several oncogenic pathway signatures, including MYC targets, G2M checkpoint, and E2F targets. Differential abundance analysis of immune cell types did not yield any differences of immune cell populations amongst R versus NR after correction for multiple comparisons. Responders had significant enrichment in mutations in WNT/β-catenin pathway genes in both coding (APC, AMER1, LZTR1, TCF7L2) and promoter regions (CTNNB1). Notably, the 6 Pts with CTNNB1 promoter mutations had significantly increased CTNNB1 gene expression (p = 0.005). Conclusions: ICI responders showed enrichment in coding mutations of several negative regulators of the Wnt/β-catenin pathway and non-coding promoter mutations in CTNNB1 compared with non-responders. Further investigation is ongoing to biologically validate how these mutations in the Wnt/β-catenin pathway may lead to improved response to ICI.

2564 Background: Immune checkpoint blockade (ICB) has changed the treatment landscape of non-small cell lung cancer (NSCLC). Despite being the mainstay of treatment for advanced NSCLC, the development of resistance to ICB is common. Hence, identifying biomarkers that can be used to select patients (pts) who will benefit from ICB is crucial. Here, we interrogate the circulating metabolome to identify the metabolic parameters associated with ICB effectiveness. Methods: This single-center retrospective analysis used a mass-spectrometry (MS) targeted metabolomics approach to assess the relative abundance of 115 metabolites in baseline (pre-ICB) plasma of 55 pts with advanced NSCLC. Pts treated with ICB at the Princess Margaret Cancer Centre from 2018-2020 were included. Electronic medical records were reviewed to collect clinicopathological and treatment data. All pts had tumour next-generation sequencing (NGS) by a targeted gene panel. Descriptive statistics were used to summarize the patient characteristics, treatment modalities, and outcomes. Time-to-event outcomes were analyzed using the Kaplan-Meier method. Progression-free survival (rwPFS) and overall survival (rwOS) were defined as the time from the first treatment dose to radiographic or clinical progression or death from any cause and time from the first dose of treatment to death from any cause, respectively. The response rate was assessed using RECIST 1.1. Statistical significance was determined as a p-value <0.05. Results: Amongst the 55 pts profiled, 42 (76.3%) had adenocarcinoma. The most common molecular alterations included KRAS (n=15), BRAF non-V600 (n=5), and METex14 (n=3). The median PD-L1 score was 65% (IQR 22.5 – 59%). All pts were treated with a single-agent PD-1 inhibitor, and 67.2% of pts received ICB as the first line of treatment. Metabolomic analysis of the pre-ICB initiation plasma samples identified 8 metabolites whose relative abundance significantly differed between responding (CR/PR) and non-responding pts (SD/PD). Amongst these metabolites was the endogenous danger signal Glucosylceramide (d 18:1/24:0), whose abundance was increased in the plasma of the responding pts. When we stratified pts by circulating levels of glucosylceramide, we found a statistically significant higher rwPFS (8.5 vs. 1.6 months, p=0.0001) and rwOS (13.5 vs. 6.1 months, p=0.0001) in pts who had high baseline plasma levels of Glucosylceramide (d 18:1/24:0) (top 50%) versus those with lower levels (bottom 50%). Conclusions: Utilizing a targeted metabolomics approach, we identified the metabolite and endogenous danger signal glucosylceramide (d 18:1/24:0) as a potential metabolic biomarker of response to ICB therapy. Future work will aim to validate this finding in a larger cohort and to understand the biological mechanism underpinning this correlation.