Urothelial carcinoma of the bladder is a common malignancy that causes approximately 150,000 deaths per year worldwide. So far, no molecularly targeted agents have been approved for treatment of the disease. As part of The Cancer Genome Atlas project, we report here an integrated analysis of 131 urothelial carcinomas to provide a comprehensive landscape of molecular alterations. There were statistically significant recurrent mutations in 32 genes, including multiple genes involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation, and kinase signalling pathways, as well as 9 genes not previously reported as significantly mutated in any cancer. RNA sequencing revealed four expression subtypes, two of which (papillary-like and basal/squamous-like) were also evident in microRNA sequencing and protein data. Whole-genome and RNA sequencing identified recurrent in-frame activating FGFR3–TACC3 fusions and expression or integration of several viruses (including HPV16) that are associated with gene inactivation. Our analyses identified potential therapeutic targets in 69% of the tumours, including 42% with targets in the phosphatidylinositol-3-OH kinase/AKT/mTOR pathway and 45% with targets (including ERBB2) in the RTK/MAPK pathway. Chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any other common cancer studied so far, indicating the future possibility of targeted therapy for chromatin abnormalities. This paper reports integrative molecular analyses of urothelial bladder carcinoma at the DNA, RNA, and protein levels performed as part of The Cancer Genome Atlas project; recurrent mutations were found in 32 genes, including those involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation and kinase signalling pathways; chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any other common cancer studied so far. This study of 131 high-grade muscle-invasive urothelial bladder carcinomas, part of The Cancer Genome Atlas (TCGA) project, reports recurrent mutations in 32 genes, including those involved in cell-cycle regulation, chromatin regulation and kinase signalling pathways. Chromatin regulatory genes were more frequently mutated in urothelial carcinoma than in any common cancer studied to date. Recurrent in-frame activating FGFR3–TACC3 fusions and expression or integration of viruses associated with gene inactivation are also identified. Importantly, potential therapeutic targets are identified in 69% of the tumours.

We report a comprehensive analysis of 412 muscle-invasive bladder cancers characterized by multiple TCGA analytical platforms. Fifty-eight genes were significantly mutated, and the overall mutational load was associated with APOBEC-signature mutagenesis. Clustering by mutation signature identified a high-mutation subset with 75% 5-year survival. mRNA expression clustering refined prior clustering analyses and identified a poor-survival “neuronal” subtype in which the majority of tumors lacked small cell or neuroendocrine histology. Clustering by mRNA, long non-coding RNA (lncRNA), and miRNA expression converged to identify subsets with differential epithelial-mesenchymal transition status, carcinoma in situ scores, histologic features, and survival. Our analyses identified 5 expression subtypes that may stratify response to different treatments.

Lung adenocarcinoma, the most common subtype of non-small cell lung cancer, is responsible for more than 500,000 deaths per year worldwide. Here, we report exome and genome sequences of 183 lung adenocarcinoma tumor/normal DNA pairs. These analyses revealed a mean exonic somatic mutation rate of 12.0 events/megabase and identified the majority of genes previously reported as significantly mutated in lung adenocarcinoma. In addition, we identified statistically recurrent somatic mutations in the splicing factor gene U2AF1 and truncating mutations affecting RBM10 and ARID1A. Analysis of nucleotide context-specific mutation signatures grouped the sample set into distinct clusters that correlated with smoking history and alterations of reported lung adenocarcinoma genes. Whole-genome sequence analysis revealed frequent structural rearrangements, including in-frame exonic alterations within EGFR and SIK2 kinases. The candidate genes identified in this study are attractive targets for biological characterization and therapeutic targeting of lung adenocarcinoma.

Tuberous sclerosis complex (TSC) is an autosomal dominant disorder characterized by the widespread development of distinctive tumors termed hamartomas. TSC-determining loci have been mapped to chromosomes 9q34 ( TSC1 ) and 16p13 ( TSC2 ). The TSC1 gene was identified from a 900-kilobase region containing at least 30 genes. The 8.6-kilobase TSC1 transcript is widely expressed and encodes a protein of 130 kilodaltons (hamartin) that has homology to a putative yeast protein of unknown function. Thirty-two distinct mutations were identified in TSC1 , 30 of which were truncating, and a single mutation (2105delAAAG) was seen in six apparently unrelated patients. In one of these six, a somatic mutation in the wild-type allele was found in a TSC-associated renal carcinoma, which suggests that hamartin acts as a tumor suppressor.

Importance

 Targeting oncogenic drivers (genomic alterations critical to cancer development and maintenance) has transformed the care of patients with lung adenocarcinomas. The Lung Cancer Mutation Consortium was formed to perform multiplexed assays testing adenocarcinomas of the lung for drivers in 10 genes to enable clinicians to select targeted treatments and enroll patients into clinical trials. 

Objectives

 To determine the frequency of oncogenic drivers in patients with lung adenocarcinomas and to use the data to select treatments targeting the identified driver(s) and measure survival. 

Design, Setting, and Participants

 From 2009 through 2012, 14 sites in the United States enrolled patients with metastatic lung adenocarcinomas and a performance status of 0 through 2 and tested their tumors for 10 drivers. Information was collected on patients, therapies, and survival. 

Interventions

 Tumors were tested for 10 oncogenic drivers, and results were used to select matched targeted therapies. 

Main Outcomes and Measures

 Determination of the frequency of oncogenic drivers, the proportion of patients treated with genotype-directed therapy, and survival. 

Results

 From 2009 through 2012, tumors from 1007 patients were tested for at least 1 gene and 733 for 10 genes (patients with full genotyping). An oncogenic driver was found in 466 of 733 patients (64%). Among these 733 tumors, 182 tumors (25%) had theKRASdriver; sensitizingEGFR, 122 (17%);ALKrearrangements, 57 (8%); otherEGFR, 29 (4%); 2 or more genes, 24 (3%);ERBB2(formerlyHER2), 19 (3%);BRAF, 16 (2%);PIK3CA, 6 (<1%);METamplification, 5 (<1%);NRAS, 5 (<1%);MEK1, 1 (<1%);AKT1, 0. Results were used to select a targeted therapy or trial in 275 of 1007 patients (28%). The median survival was 3.5 years (interquartile range [IQR], 1.96-7.70) for the 260 patients with an oncogenic driver and genotype-directed therapy compared with 2.4 years (IQR, 0.88-6.20) for the 318 patients with any oncogenic driver(s) who did not receive genotype-directed therapy (propensity score–adjusted hazard ratio, 0.69 [95% CI, 0.53-0.9],P = .006). 

Conclusions and Relevance

 Actionable drivers were detected in 64% of lung adenocarcinomas. Multiplexed testing aided physicians in selecting therapies. Although individuals with drivers receiving a matched targeted agent lived longer, randomized trials are required to determine if targeting therapy based on oncogenic drivers improves survival. 

Trial Registration

 clinicaltrials.gov Identifier:NCT01014286.

BackgroundTuberous sclerosis complex is highly variable in clinical presentation and findings. Disease manifestations continue to develop over the lifetime of an affected individual. Accurate diagnosis is fundamental to implementation of appropriate medical surveillance and treatment. Although significant advances have been made in the past 15 years in the understanding and treatment of tuberous sclerosis complex, current clinical diagnostic criteria have not been critically evaluated or updated since the last clinical consensus conference in 1998.MethodsThe 2012 International Tuberous Sclerosis Complex Consensus Group, comprising 79 specialists from 14 countries, was organized into 12 subcommittees, each led by a clinician with advanced expertise in tuberous sclerosis complex and the relevant medical subspecialty. Each subcommittee focused on a specific disease area with important diagnostic implications and was charged with reviewing prevalence and specificity of disease-associated clinical findings and their impact on suspecting and confirming the diagnosis of tuberous sclerosis complex.ResultsClinical features of tuberous sclerosis complex continue to be a principal means of diagnosis. Key changes compared with 1998 criteria are the new inclusion of genetic testing results and reducing diagnostic classes from three (possible, probable, and definite) to two (possible, definite). Additional minor changes to specific criterion were made for additional clarification and simplification.ConclusionsThe 2012 International Tuberous Sclerosis Complex Diagnostic Criteria provide current, updated means using best available evidence to establish diagnosis of tuberous sclerosis complex in affected individuals.

The caspase-3 (CPP32, apopain, YAMA) family of cysteinyl proteases has been implicated as key mediators of apoptosis in mammalian cells. Gelsolin was identified as a substrate for caspase-3 by screening the translation products of small complementary DNA pools for sensitivity to cleavage by caspase-3. Gelsolin was cleaved in vivo in a caspase-dependent manner in cells stimulated by Fas. Caspase-cleaved gelsolin severed actin filaments in vitro in a Ca 2+ -independent manner. Expression of the gelsolin cleavage product in multiple cell types caused the cells to round up, detach from the plate, and undergo nuclear fragmentation. Neutrophils isolated from mice lacking gelsolin had delayed onset of both blebbing and DNA fragmentation, following apoptosis induction, compared with wild-type neutrophils. Thus, cleaved gelsolin may be one physiological effector of morphologic change during apoptosis.

ObjectiveTo establish evidence-based recommendations for the molecular analysis of lung cancers that are that are required to guide EGFR- and ALK-directed therapies, addressing which patients and samples should be tested, and when and how testing should be performed.ParticipantsThree cochairs without conflicts of interest were selected, one from each of the 3 sponsoring professional societies: College of American Pathologists, International Association for the Study of Lung Cancer, and Association for Molecular Pathology. Writing and advisory panels were constituted from additional experts from these societies.EvidenceThree unbiased literature searches of electronic databases were performed to capture articles published published from January 2004 through February 2012, yielding 1533 articles whose abstracts were screened to identify 521 pertinent articles that were then reviewed in detail for their relevance to the recommendations. Evidence was formally graded for each recommendation.Consensus ProcessInitial recommendations were formulated by the cochairs and panel members at a public meeting. Each guideline section was assigned to at least 2 panelists. Drafts were circulated to the writing panel (version 1), advisory panel (version 2), and the public (version 3) before submission (version 4).ConclusionsThe 37 guideline items address 14 subjects, including 15 recommendations (evidence grade A/B). The major recommendations are to use testing for EGFR mutations and ALK fusions to guide patient selection for therapy with an epidermal growth factor receptor (EGFR) or anaplastic lymphoma kinase (ALK) inhibitor, respectively, in all patients with advanced-stage adenocarcinoma, regardless of sex, race, smoking history, or other clinical risk factors, and to prioritize EGFR and ALK testing over other molecular predictive tests. As scientific discoveries and clinical practice outpace the completion of randomized clinical trials, evidence-based guidelines developed by expert practitioners are vital for communicating emerging clinical standards. Already, new treatments targeting genetic alterations in other, less common driver oncogenes are being evaluated in lung cancer, and testing for these may be addressed in future versions of these guidelines. To establish evidence-based recommendations for the molecular analysis of lung cancers that are that are required to guide EGFR- and ALK-directed therapies, addressing which patients and samples should be tested, and when and how testing should be performed. Three cochairs without conflicts of interest were selected, one from each of the 3 sponsoring professional societies: College of American Pathologists, International Association for the Study of Lung Cancer, and Association for Molecular Pathology. Writing and advisory panels were constituted from additional experts from these societies. Three unbiased literature searches of electronic databases were performed to capture articles published published from January 2004 through February 2012, yielding 1533 articles whose abstracts were screened to identify 521 pertinent articles that were then reviewed in detail for their relevance to the recommendations. Evidence was formally graded for each recommendation. Initial recommendations were formulated by the cochairs and panel members at a public meeting. Each guideline section was assigned to at least 2 panelists. Drafts were circulated to the writing panel (version 1), advisory panel (version 2), and the public (version 3) before submission (version 4). The 37 guideline items address 14 subjects, including 15 recommendations (evidence grade A/B). The major recommendations are to use testing for EGFR mutations and ALK fusions to guide patient selection for therapy with an epidermal growth factor receptor (EGFR) or anaplastic lymphoma kinase (ALK) inhibitor, respectively, in all patients with advanced-stage adenocarcinoma, regardless of sex, race, smoking history, or other clinical risk factors, and to prioritize EGFR and ALK testing over other molecular predictive tests. As scientific discoveries and clinical practice outpace the completion of randomized clinical trials, evidence-based guidelines developed by expert practitioners are vital for communicating emerging clinical standards. Already, new treatments targeting genetic alterations in other, less common driver oncogenes are being evaluated in lung cancer, and testing for these may be addressed in future versions of these guidelines.

To compare lung adenocarcinoma (ADC) and lung squamous cell carcinoma (SqCC) and to identify new drivers of lung carcinogenesis, we examined the exome sequences and copy number profiles of 660 lung ADC and 484 lung SqCC tumor-normal pairs. Recurrent alterations in lung SqCCs were more similar to those of other squamous carcinomas than to alterations in lung ADCs. New significantly mutated genes included PPP3CA, DOT1L, and FTSJD1 in lung ADC, RASA1 in lung SqCC, and KLF5, EP300, and CREBBP in both tumor types. New amplification peaks encompassed MIR21 in lung ADC, MIR205 in lung SqCC, and MAPK1 in both. Lung ADCs lacking receptor tyrosine kinase-Ras-Raf pathway alterations had mutations in SOS1, VAV1, RASA1, and ARHGAP35. Regarding neoantigens, 47% of the lung ADC and 53% of the lung SqCC tumors had at least five predicted neoepitopes. Although targeted therapies for lung ADC and SqCC are largely distinct, immunotherapies may aid in treatment for both subtypes.