Abstract High-throughput genomic analyses may improve outcomes in patients with advanced cancers. MOSCATO 01 is a prospective clinical trial evaluating the clinical benefit of this approach. Nucleic acids were extracted from fresh-frozen tumor biopsies and analyzed by array comparative genomic hybridization, next-generation sequencing, and RNA sequencing. The primary objective was to evaluate clinical benefit as measured by the percentage of patients presenting progression-free survival (PFS) on matched therapy (PFS2) 1.3-fold longer than the PFS on prior therapy (PFS1). A total of 1,035 adult patients were included, and a biopsy was performed in 948. An actionable molecular alteration was identified in 411 of 843 patients with a molecular portrait. A total of 199 patients were treated with a targeted therapy matched to a genomic alteration. The PFS2/PFS1 ratio was >1.3 in 33% of the patients (63/193). Objective responses were observed in 22 of 194 patients (11%; 95% CI, 7%–17%), and median overall survival was 11.9 months (95% CI, 9.5–14.3 months). Significance: This study suggests that high-throughput genomics could improve outcomes in a subset of patients with hard-to-treat cancers. Although these results are encouraging, only 7% of the successfully screened patients benefited from this approach. Randomized trials are needed to validate this hypothesis and to quantify the magnitude of benefit. Expanding drug access could increase the percentage of patients who benefit. Cancer Discov; 7(6); 586–95. ©2017 AACR. See related commentary by Schram and Hyman, p. 552. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 539

Dendritic cell-derived exosomes (Dex) are small extracellular vesicles secreted by viable dendritic cells. In the two phase-I trials that we conducted using the first generation of Dex (IFN-γ-free) in end-stage cancer, we reported that Dex exerted natural killer (NK) cell effector functions in patients. A second generation of Dex (IFN-γ-Dex) was manufactured with the aim of boosting NK and T cell immune responses. We carried out a phase II clinical trial testing the clinical benefit of IFN-γ-Dex loaded with MHC class I- and class II-restricted cancer antigens as maintenance immunotherapy after induction chemotherapy in patients bearing inoperable non-small cell lung cancer (NSCLC) without tumor progression. The primary endpoint was to observe at least 50% of patients with progression-free survival (PFS) at 4 mo after chemotherapy cessation. Twenty-two patients received IFN-γ-Dex. One patient exhibited a grade three hepatotoxicity. The median time to progression was 2.2 mo and median overall survival (OS) was 15 mo. Seven patients (32%) experienced stabilization of >4 mo. The primary endpoint was not reached. An increase in NKp30-dependent NK cell functions were evidenced in a fraction of these NSCLC patients presenting with defective NKp30 expression. Importantly, MHC class II expression levels of the final IFN-γ-Dex product correlated with expression levels of the NKp30 ligand BAG6 on Dex, and with NKp30-dependent NK functions, the latter being associated with longer progression-free survival. This phase II trial confirmed the capacity of Dex to boost the NK cell arm of antitumor immunity in patients with advanced NSCLC.

Diffuse intrinsic pontine glioma (DIPG) is the most severe paediatric solid tumour, with no significant therapeutic progress made in the past 50 years. Recent studies suggest that diffuse midline glioma, H3-K27M mutant, may comprise more than one biological entity. The aim of the study was to determine the clinical and biological variables that most impact their prognosis. Ninety-one patients with classically defined DIPG underwent a systematic stereotactic biopsy and were included in this observational retrospective study. Histone H3 genes mutations were assessed by immunochemistry and direct sequencing, whilst global gene expression profiling and chromosomal imbalances were determined by microarrays. A full description of the MRI findings at diagnosis and at relapse was integrated with the molecular profiling data and clinical outcome. All DIPG but one were found to harbour either a somatic H3-K27M mutation and/or loss of H3K27 trimethylation. We also discovered a novel K27M mutation in HIST2H3C, and a lysine-to-isoleucine substitution (K27I) in H3F3A, also creating a loss of trimethylation. Patients with tumours harbouring a K27M mutation in H3.3 (H3F3A) did not respond clinically to radiotherapy as well, relapsed significantly earlier and exhibited more metastatic recurrences than those in H3.1 (HIST1H3B/C). H3.3-K27M-mutated DIPG have a proneural/oligodendroglial phenotype and a pro-metastatic gene expression signature with PDGFRA activation, while H3.1-K27M-mutated tumours exhibit a mesenchymal/astrocytic phenotype and a pro-angiogenic/hypoxic signature supported by expression profiling and radiological findings. H3K27 alterations appear as the founding event in DIPG and the mutations in the two main histone H3 variants drive two distinct oncogenic programmes with potential specific therapeutic targets.

Purpose To evaluate the efficacy and safety of cetuximab, a monoclonal antibody that inhibits the epidermal growth factor receptor (EGFR), as a first-line monotherapy in patients with unresectable squamous cell carcinoma of the skin (SCCS). Patients and Methods Thirty-six patients received cetuximab (initial dose of 400 mg/m 2 followed by subsequent weekly doses of 250 mg/m 2 ) for at least 6 weeks with a 48-week follow-up. The primary end point was the disease control rate (DCR) at 6 weeks (according to Response Evaluation Criteria in Solid Tumors [RECIST] criteria). Secondary end points included best response rate, overall survival, progression-free survival (PFS), and toxicity assessment. Association of treatment efficacy with RAS mutations or FcγR genotypes was investigated. Results Median age of the study population was 79 years. DCR at 6 weeks was obtained in 25 of 36 patients (69%; 95% CI, 52% to 84%) of the intention-to-treat population. The best responses were eight partial responses and two complete responses. There were no cetuximab-related deaths. There were three related serious adverse events: two grade 4 infusion reactions and one grade 3 interstitial pneumopathy. Grade 1 to 2 acne-like rash occurred in 78% of patients and was associated with prolonged PFS. One HRAS mutation was identified. Combined FcγRIIa-131H/H and/or FcγRIIIa-158V/V polymorphisms were not associated with the clinical outcomes. Conclusion As a first-line treatment in patients with unresectable SCCS, cetuximab achieved 69% DCR. A randomized phase III trial is warranted to confirm that cetuximab may be considered as a therapeutic option especially in elderly patients. The low frequency of RAS mutations in SCCS makes SCCS tumors attractive for EGFR inhibition.

Circulating tumour cells (CTCs) can provide information on patient prognosis and treatment efficacy. However, there is no universal method to detect CTC currently available. Here, we compared the performance of two CTC detection systems based on the expression of the EpCAM antigen (CellSearch assay) or on cell size (ISET assay). Circulating tumour cells were enumerated in 60 patients with metastatic carcinomas of breast, prostate and lung origins using CellSearch according to the manufacturer's protocol and ISET by studying cytomorphology and immunolabelling with anti-cytokeratin or lineage-specific antibodies. Concordant results were obtained in 55% (11 out of 20) of the patients with breast cancer, in 60% (12 out of 20) of the patients with prostate cancer and in only 20% (4 out of 20) of lung cancer patients. Our results highlight important discrepancies between the numbers of CTC enumerated by both techniques. These differences depend mostly on the tumour type. These results suggest that technologies limiting CTC capture to EpCAM-positive cells, may present important limitations, especially in patients with metastatic lung carcinoma.

Background Breast cancer is characterised by genomic alterations. We did a multicentre molecular screening study to identify abnormalities in individual patients with the aim of providing targeted therapy matched to individuals' genomic alterations. Methods From June 16, 2011, to July 30, 2012, we recruited patients who had breast cancer with a metastasis accessible for biopsy in 18 centres in France. Comparative genomic hybridisation (CGH) array and Sanger sequencing on PIK3CA (exon 10 and 21) and AKT1 (exon 4) were used to assess metastatic biopsy samples in five centres. Therapeutic targets were decided on the basis of identified genomic alterations. The primary objective was to include 30% of patients in clinical trials testing a targeted therapy and, therefore, the primary outcome was the proportion of patients to whom a targeted therapy could be offered. For the primary endpoint, the analyses were done on the overall population registered for the trial. This trial is registered with ClinicalTrials.gov, number NCT01414933. Findings 423 patients were included, and biopsy samples were obtained from 407 (metastatic breast cancer was not found in four). CGH array and Sanger sequencing were feasible in 283 (67%) and 297 (70%) patients, respectively. A targetable genomic alteration was identified in 195 (46%) patients, most frequently in PIK3CA (74 [25%] of 297 identified genomic alterations), CCND1 (53 [19%]), and FGFR1 (36 [13%]). 117 (39%) of 297 patients with genomic tests available presented with rare genomic alterations (defined as occurring in less than 5% of the general population), including AKT1 mutations, and EGFR, MDM2, FGFR2, AKT2, IGF1R, and MET high-level amplifications. Therapy could be personalised in 55 (13%) of 423 patients. Of the 43 patients who were assessable and received targeted therapy, four (9%) had an objective response, and nine others (21%) had stable disease for more than 16 weeks. Serious (grade 3 or higher) adverse events related to biopsy were reported in four (1%) of enrolled patients, including pneumothorax (grade 3, one patient), pain (grade 3, one patient), haematoma (grade 3, one patient), and haemorrhagic shock (grade 3, one patient). Interpretation Personalisation of medicine for metastatic breast cancer is feasible, including for rare genomic alterations. Funding French National Cancer Institute, Breast Cancer Research Foundation, Odyssea, Operation Parrains Chercheurs.

Background Major advances have been achieved in the characterization of early breast cancer (eBC) genomic profiles. Metastatic breast cancer (mBC) is associated with poor outcomes, yet limited information is available on the genomic profile of this disease. This study aims to decipher mutational profiles of mBC using next-generation sequencing. Methods and Findings Whole-exome sequencing was performed on 216 tumor–blood pairs from mBC patients who underwent a biopsy in the context of the SAFIR01, SAFIR02, SHIVA, or Molecular Screening for Cancer Treatment Optimization (MOSCATO) prospective trials. Mutational profiles from 772 primary breast tumors from The Cancer Genome Atlas (TCGA) were used as a reference for comparing primary and mBC mutational profiles. Twelve genes (TP53, PIK3CA, GATA3, ESR1, MAP3K1, CDH1, AKT1, MAP2K4, RB1, PTEN, CBFB, and CDKN2A) were identified as significantly mutated in mBC (false discovery rate [FDR] < 0.1). Eight genes (ESR1, FSIP2, FRAS1, OSBPL3, EDC4, PALB2, IGFN1, and AGRN) were more frequently mutated in mBC as compared to eBC (FDR < 0.01). ESR1 was identified both as a driver and as a metastatic gene (n = 22, odds ratio = 29, 95% CI [9–155], p = 1.2e-12) and also presented with focal amplification (n = 9) for a total of 31 mBCs with either ESR1 mutation or amplification, including 27 hormone receptor positive (HR+) and HER2 negative (HER2−) mBCs (19%). HR+/HER2− mBC presented a high prevalence of mutations on genes located on the mechanistic target of rapamycin (mTOR) pathway (TSC1 and TSC2) as compared to HR+/HER2− eBC (respectively 6% and 0.7%, p = 0.0004). Other actionable genes were more frequently mutated in HR+ mBC, including ERBB4 (n = 8), NOTCH3 (n = 7), and ALK (n = 7). Analysis of mutational signatures revealed a significant increase in APOBEC-mediated mutagenesis in HR+/HER2− metastatic tumors as compared to primary TCGA samples (p < 2e-16). The main limitations of this study include the absence of bone metastases and the size of the cohort, which might not have allowed the identification of rare mutations and their effect on survival. Conclusions This work reports the results of the analysis of the first large-scale study on mutation profiles of mBC. This study revealed genomic alterations and mutational signatures involved in the resistance to therapies, including actionable mutations.

Abstract Purpose: Patient-derived xenograft models are considered to represent the heterogeneity of human cancers and advanced preclinical models. Our consortium joins efforts to extensively develop and characterize a new collection of patient-derived colorectal cancer (CRC) models. Experimental Design: From the 85 unsupervised surgical colorectal samples collection, 54 tumors were successfully xenografted in immunodeficient mice and rats, representing 35 primary tumors, 5 peritoneal carcinoses and 14 metastases. Histologic and molecular characterization of patient tumors, first and late passages on mice includes the sequence of key genes involved in CRC (i.e., APC, KRAS, TP53), aCGH, and transcriptomic analysis. Results: This comprehensive characterization shows that our collection recapitulates the clinical situation about the histopathology and molecular diversity of CRC. Moreover, patient tumors and corresponding models are clustering together allowing comparison studies between clinical and preclinical data. Hence, we conducted pharmacologic monotherapy studies with standard of care for CRC (5-fluorouracil, oxaliplatin, irinotecan, and cetuximab). Through this extensive in vivo analysis, we have shown the loss of human stroma cells after engraftment, observed a metastatic phenotype in some models, and finally compared the molecular profile with the drug sensitivity of each tumor model. Through an experimental cetuximab phase II trial, we confirmed the key role of KRAS mutation in cetuximab resistance. Conclusions: This new collection could bring benefit to evaluate novel targeted therapeutic strategies and to better understand the basis for sensitivity or resistance of tumors from individual patients. Clin Cancer Res; 18(19); 5314–28. ©2012 AACR.

Abstract Gut microbiota composition influences the clinical benefit of immune checkpoints in patients with advanced cancer but mechanisms underlying this relationship remain unclear. Molecular mechanism whereby gut microbiota influences immune responses is mainly assigned to gut microbial metabolites. Short-chain fatty acids (SCFA) are produced in large amounts in the colon through bacterial fermentation of dietary fiber. We evaluate in mice and in patients treated with anti-CTLA-4 blocking mAbs whether SCFA levels is related to clinical outcome. High blood butyrate and propionate levels are associated with resistance to CTLA-4 blockade and higher proportion of Treg cells. In mice, butyrate restrains anti-CTLA-4-induced up-regulation of CD80/CD86 on dendritic cells and ICOS on T cells, accumulation of tumor-specific T cells and memory T cells. In patients, high blood butyrate levels moderate ipilimumab-induced accumulation of memory and ICOS + CD4 + T cells and IL-2 impregnation. Altogether, these results suggest that SCFA limits anti-CTLA-4 activity.