Human papillomavirus-associated head and neck squamous cell carcinomas (HPV-HNSCC) originate in the tonsils, the major lymphoid organ that orchestrates immunity to oral infections. Despite its location, the virus escapes immune elimination during malignant transformation and progression. Here, we provide evidence for the role of the PD-1:PD-L1 pathway in HPV-HNSCC immune resistance. We show membranous expression of PD-L1 in the tonsillar crypts, the site of initial HPV infection. In HPV-HNSCCs that are highly infiltrated with lymphocytes, PD-L1 expression on both tumor cells and CD68+ tumor-associated macrophages is geographically localized to sites of lymphocyte fronts, whereas the majority of CD8+ tumor-infiltrating lymphocytes express high levels of PD-1, the inhibitory PD-L1 receptor. Significant levels of mRNA for IFN-γ, a major cytokine inducer of PD-L1 expression, were found in HPV+ PD-L1(+) tumors. Our findings support the role of the PD-1:PD-L1 interaction in creating an "immune-privileged" site for initial viral infection and subsequent adaptive immune resistance once tumors are established and suggest a rationale for therapeutic blockade of this pathway in patients with HPV-HNSCC.

Tumor DNA in saliva and plasma can provide a noninvasive biomarker for head and neck squamous cell carcinoma.

BACKGROUND Human papillomavirus (HPV) is a well‐established prognostic marker for oropharyngeal squamous cell cancer (OPSCC). Because of the limited numbers of women and nonwhites in studies to date, sex and racial/ethnic differences in prognosis have not been well explored. In this study, survival differences were explored by the tumor HPV status among 1) patients with OPSCCs by sex and race and 2) patients with nonoropharyngeal (non‐OP) head and neck squamous cell cancers (HNSCCs). METHODS This retrospective, multi‐institution study included OPSCCs and non‐OP HNSCCs of the oral cavity, larynx, and nasopharynx diagnosed from 1995 to 2012. Race/ethnicity was categorized as white non‐Hispanic, black non‐Hispanic, Asian non‐Hispanic, and Hispanic of any race. Tumors were centrally tested for p16 overexpression and the presence of HPV by HPV16 DNA and high‐risk HPV E6/E7 messenger RNA in situ hybridization. Kaplan‐Meier and Cox proportional hazards models were used to evaluate overall survival (OS). RESULTS The study population included 239 patients with OPSCC and 621 patients with non‐OP HNSCC with a median follow‐up time of 3.5 years. After adjustments for the tumor HPV status, age, current tobacco use, and stage, the risk of death was lower for women versus men with OPSCC (adjusted hazard ratio, 0.55; P = .04). The results were similar with p16. In contrast, for non‐OP HNSCCs, HPV positivity, p16 positivity, and sex were not associated with OS. CONCLUSIONS For OPSCC, there are differences in survival by sex, even after the tumor HPV status has been taken into account. For non‐OP HNSCC, the HPV status and the p16 status are not of prognostic significance. Cancer 2017;123:1566–1575. © 2017 American Cancer Society .

6064 Background: Human papillomavirus-associated head and neck squamous cell carcinoma (HPV+HNSCC) releases circulating tumor HPV DNA (ctHPVDNA) into the blood which is a highly accurate biomarker of disease status. Existing approaches based on droplet digital PCR (ddPCR) have limitations in sensitivity, genotype coverage, and do not annotate additional prognostic genomic features. In this study, we tested the diagnostic and prognostic performance of a custom HPV whole-genome next-generation sequencing (NGS) liquid biopsy, termed HPV-DeepSeek, at the time of diagnosis with HPV+HNSCC, compared to ctHPVDNA ddPCR, HPV serology, and clinical work-up. Methods: 304 participants (152 untreated HPV+HNSCC patients, 152 population-level controls) were prospectively enrolled in this single-center prospective cohort study. Plasma samples were analyzed using HPV-DeepSeek, a multiplexed serology assay, single-plex ddPCR, and a 5-genotype multiplexed ddPCR assay. We tested the hypothesis that HPV-DeepSeek would have the highest diagnostic accuracy. We secondarily examined the accuracy of HPV-DeepSeek for prognostic feature annotation including high-risk HPV16 single nucleotide polymorphisms (SNPs), integration events, and PIK3CA mutations. Results: Of 152 cases, 114 (75%) were AJCC stage 1 and 138/152 (91%) were oropharynx primary site cancers. The sensitivity (98.7%), specificity (98.7%), and diagnostic accuracy (0.974) of HPV-DeepSeek was superior (P<0.001) to singleplex ddPCR (94.2%, 98.6%, 0.928), multiplex ddPCR (90.6%, 96.3%, 0.869), HPV serology (86.4%, 96.3%, 0.827), and first attempt clinical diagnostic biopsy (78% sensitive). Utilizing HPV-DeepSeek, 8 different genotypes were detected. 4 patients were found to have multi-genotype infections. 137/152 cases were classified as HPV16, with A1 the most common sub-lineage (90/137). 21 of 137 HPV+HNSCC HPV16 cases (15%) displayed high risk SNPs. Head-to-head comparison of HPV SNP genotyping by HPV-DeepSeek, with the gold-standard tissue-based HPV whole genome sequencing assay, demonstrated 89% concordance in tissue and 85% in blood. The internal concordance rate for HPV-DeepSeek between tissue and blood was 91%. 48 of 152 cases (32%) had at least one viral integration event detected and 36 of 152 cases (24%) had a PIK3CA mutation detected by HPV-DeepSeek. Fragmentomic analysis demonstrated a mean ctHPVDNA fragment size of 148bp for ctHPVDNA versus 167bp for human cell free (cf)DNA from HPV+HNSCC patients and 168bp for control patient cfDNA. Baseline ctHPVDNA quantity was strongly correlated with viral integration status, T stage and N stage (P<0.001). Conclusions: HPV-DeepSeek has improved diagnostic accuracy relative to ddPCR, HPV serology and clinical work-up at the time of diagnosis and demonstrates detection of prognostic features including high-risk HPV16 SNPs, viral integration events, and PIK3CA mutations.

Cervical spine defects result in spinal instability, putting the spinal cord and vertebral arteries at risk of damage and possibly devastating neurological injuries. The fibula free flap can span the spinal defects for stability. There is a paucity of literature on this technique.