To explore the distinct genotypic and phenotypic states of melanoma tumors, we applied single-cell RNA sequencing (RNA-seq) to 4645 single cells isolated from 19 patients, profiling malignant, immune, stromal, and endothelial cells. Malignant cells within the same tumor displayed transcriptional heterogeneity associated with the cell cycle, spatial context, and a drug-resistance program. In particular, all tumors harbored malignant cells from two distinct transcriptional cell states, such that tumors characterized by high levels of the MITF transcription factor also contained cells with low MITF and elevated levels of the AXL kinase. Single-cell analyses suggested distinct tumor microenvironmental patterns, including cell-to-cell interactions. Analysis of tumor-infiltrating T cells revealed exhaustion programs, their connection to T cell activation and clonal expansion, and their variability across patients. Overall, we begin to unravel the cellular ecosystem of tumors and how single-cell genomics offers insights with implications for both targeted and immune therapies.

Selective cyclooxygenase-2 (COX-2) inhibitors have come under scrutiny because of reports suggesting an increased cardiovascular risk associated with their use. Experimental research suggesting that these drugs may contribute to a prothrombotic state provides support for this concern.We reviewed all potentially serious cardiovascular events among 2035 patients with a history of colorectal neoplasia who were enrolled in a trial comparing two doses of celecoxib (200 mg or 400 mg twice daily) with placebo for the prevention of colorectal adenomas. All deaths were categorized as cardiovascular or noncardiovascular, and nonfatal cardiovascular events were categorized in a blinded fashion according to a prespecified scheme.For all patients except those who died, 2.8 to 3.1 years of follow-up data were available. A composite cardiovascular end point of death from cardiovascular causes, myocardial infarction, stroke, or heart failure was reached in 7 of 679 patients in the placebo group (1.0 percent), as compared with 16 of 685 patients receiving 200 mg of celecoxib twice daily (2.3 percent; hazard ratio, 2.3; 95 percent confidence interval, 0.9 to 5.5) and with 23 of 671 patients receiving 400 mg of celecoxib twice daily (3.4 percent; hazard ratio, 3.4; 95 percent confidence interval, 1.4 to 7.8). Similar trends were observed for other composite end points. On the basis of these observations, the data and safety monitoring board recommended early discontinuation of the study drug.Celecoxib use was associated with a dose-related increase in the composite end point of death from cardiovascular causes, myocardial infarction, stroke, or heart failure. In light of recent reports of cardiovascular harm associated with treatment with other agents in this class, these data provide further evidence that the use of COX-2 inhibitors may increase the risk of serious cardiovascular events.

Studies showing that drugs that inhibit cyclooxygenase-2 (COX-2) reduce the number of colorectal adenomas in animals and patients with familial adenomatous polyposis suggest that COX-2 inhibitors may also prevent sporadic colorectal neoplasia.

Importance

 Combining biologic monoclonal antibodies with chemotherapeutic cytotoxic drugs provides clinical benefit to patients with advanced or metastatic colorectal cancer, but the optimal choice of the initial biologic therapy in previously untreated patients is unknown. 

Objective

 To determine if the addition of cetuximab vs bevacizumab to the combination of leucovorin, fluorouracil, and oxaliplatin (mFOLFOX6) regimen or the combination of leucovorin, fluorouracil, and irinotecan (FOLFIRI) regimen is superior as first-line therapy in advanced or metastaticKRASwild-type (wt) colorectal cancer. 

Design, Setting, and Participants

 Patients (≥18 years) enrolled at community and academic centers throughout the National Clinical Trials Network in the United States and Canada (November 2005-March 2012) with previously untreated advanced or metastatic colorectal cancer whose tumors wereKRASwt chose to take either the mFOLFOX6 regimen or the FOLFIRI regimen as chemotherapy and were randomized to receive either cetuximab (n = 578) or bevacizumab (n = 559). The last date of follow-up was December 15, 2015. 

Interventions

 Cetuximab vs bevacizumab combined with either mFOLFOX6 or FOLFIRI chemotherapy regimen chosen by the treating physician and patient. 

Main Outcomes and Measures

 The primary end point was overall survival. Secondary objectives included progression-free survival and overall response rate, site-reported confirmed or unconfirmed complete or partial response. 

Results

 Among 1137 patients (median age, 59 years; 440 [39%] women), 1074 (94%) of patients met eligibility criteria. As of December 15, 2015, median follow-up for 263 surviving patients was 47.4 months (range, 0-110.7 months), and 82% of patients (938 of 1137) experienced disease progression. The median overall survival was 30.0 months in the cetuximab-chemotherapy group and 29.0 months in the bevacizumab-chemotherapy group with a stratified hazard ratio (HR) of 0.88 (95% CI, 0.77-1.01;P = .08). The median progression-free survival was 10.5 months in the cetuximab-chemotherapy group and 10.6 months in the bevacizumab-chemotherapy group with a stratified HR of 0.95 (95% CI, 0.84-1.08;P = .45). Response rates were not significantly different, 59.6% vs 55.2% for cetuximab and bevacizumab, respectively (difference, 4.4%, 95% CI, 1.0%-9.0%,P = .13). 

Conclusions and Relevance

 Among patients withKRASwt untreated advanced or metastatic colorectal cancer, there was no significant difference in overall survival between the addition of cetuximab vs bevacizumab to chemotherapy as initial biologic treatment. 

Trial Registration

 clinicaltrials.gov identifier:NCT00265850

Purpose Imatinib mesylate is standard treatment for patients who have advanced gastrointestinal stromal tumor (GIST), but not all patients benefit equally. In previous studies, GIST genotype correlated with treatment outcome and optimal imatinib dosing. Patients and Methods We examined the relationship between kinase genotype and treatment outcome for 428 patients enrolled on the North American phase III study SWOG S0033/CALGB 150105 and treated with either 400 mg or 800 mg daily doses of imatinib. Results The presence of KIT exon 11–mutant genotype (n = 283) correlated with improved treatment outcome when compared with KIT exon 9–mutant (n = 32) and wild-type (WT; n = 67) genotypes for objective response (complete response [CR]/partial response [PR], 71.7% v 44.4% [P = .007]; and 44.6% [P = .0002], respectively); time to tumor progression (TTP; median 24.7 months v 16.7 and 12.8 months, respectively); and overall survival (OS; median 60.0 months v 38.4 and 49.0 months, respectively). The survival outcomes for patients with exon 9–mutant, exon 11–mutant or WT GIST were not affected by imatinib dose. However, there was evidence of improved response rates for patients with exon 9–mutant tumors treated with imatinib 800 mg versus 400 mg (CR/PR, 67% v 17%; P = .02). Patients who had CD117-negative GIST had similar TTP but inferior OS compared with patients who had CD117-positive disease, which suggests that patients who have CD117-negative GIST may benefit from imatinib treatment. In addition, we identified novel but rare mutations of the KIT extracellular domain (exons 8 and 9). Conclusion We confirmed the favorable impact of KIT exon 11 genotype when compared with KIT exon 9 and wild-type genotype for patients with advanced GIST who are treated with imatinib.

Purpose While targeted inhibitors of tyrosine kinase activity demonstrate dramatic efficacy in the majority of patients with advanced gastrointestinal stromal tumors (GISTs), cure remains elusive and resistance to systemic therapy is a challenge. To assess the role of surgery in multimodality management of GISTs, we studied postoperative outcomes in patients treated with targeted kinase inhibitors for advanced GIST. Methods We evaluated outcomes in a single institution series of 69 consecutive patients who underwent surgery for advanced GISTs while receiving kinase inhibitors. Patients were categorized based on extent of disease before surgery (stable disease, limited disease progression, generalized disease progression) and surgical result (no evidence of disease, minimal residual disease, bulky residual disease). Results Disease status before surgery was associated with surgical result (P < .0001; median follow-up, 14.6 months). After surgery, there was no evidence of disease in 78%, 25%, and 7% of patients with stable disease, limited progression, and generalized progression, respectively. Bulky residual disease remained after surgery in 4%, 16%, and 43% of the patients with stable disease, limited progression, and generalized progression. Twelve-month progression-free survival was 80%, 33%, and 0% for patients with stable disease, limited progression, and generalized progression (P < .0001). Twelve-month overall survival was 95%, 86%, and 0% for patients with stable disease, limited progression, and generalized progression (P < .0001). Conclusion Patients with advanced GISTs exhibiting stable disease or limited progression on kinase inhibitor therapy have prolonged overall survival after debulking procedures. Surgery has little to offer in the setting of generalized progression.

LBA3 Background: Irinotecan/5-FU/leucovorin (FOLFIRI) or oxaliplatin/5-FU/leucovorin (mFOLFOX6), combined with bevacizumab (BV) or cetuximab (CET), are first-line treatments for metastatic adenocarcinoma of the colon or rectum (MCRC). The optimal antibody combination is unknown. Methods: Patients (pts) with KRAS wild-type (wt)(codons 12 and 13) MCRC and performance status 0-1 received FOLFIRI or mFOLFOX6 (MD/pt choice at enrollment) and randomized to either CET 400 mg/m 2 X 1, then 250 mg/m 2 qw or BV 5 mg/kg q2w. The original study included unselected MCRC pts receiving FOLFIRI or mFOLFOX6 and randomized to CET, BV, or both. After 1,420 pts accrued the study amended as follows: only pts with KRAS wt tumors (codon 12 and 13) were included and the combination CET + BV arm was deleted. Rx continued until progression, death, unacceptable toxicity, curative surgery; treatment holidays of 4 wks permitted. Subsequent Rx not mandated. Accrual goal was 1,142 pts. One° endpoint was overall survival (OS). Results: Between November 2005 and March 2012, 3,058 unselected pts enrolled, 2,334 KRAS wt pts randomized; final N =1137 (333 pre-amend eligible retrospective KRAS test, 804 post-amend), median f/u = 24 mos; Median age – 59 y; 61% male. Chemo/BV – 559; chemo/CET – 578. FOLFIRI = 26.6%, mFOLFOX6 = 73.4%. OS analysis planned at 849 events; efficacy futility boundary crossed at 10 th interim analysis on 1/29/14. OS - chemo/BV v. chemo/CET = 29.04 (25.66 - 31.21) v. 29.93 (27.56 - 31.21) mos; HR = 0.92 (0.78, 1.09) (p value = 0.34). PFS (by investigator): chemo/BV v. chemo/CET: 10.84 (9.86 - 11.4) v. 10.45 (9.66 - 11.33) mos. There were 94 pts free of disease following surgery, median f/u 40 mos (range 8.0 - 86.0). Outcomes similar by gender. On-study toxicity and deaths as expected. Analyses underway: Expanded RAS, FOLFOX v. FOLFIRI, subsequent therapies, long-term survivors, correlates. Conclusions: Chemo/CET and chemo/BV equivalent in OS in pts KRAS wt (codons 12 + 13) MCRC; either is appropriate in first line. Overall OS of 29 + mos and 8% long-term survivors confirms progress in MCRC. The preference for FOLFOX limits chemotherapy comparison. Expanded RAS and other molecular and clinical analyses may identify subsets of pts who get more or less benefit from specific regimens. Clinical trial information: NCT00265850.

Purpose Colon cancers exhibiting DNA mismatch repair (MMR) defects demonstrate distinct clinical and pathologic features, including better prognosis and reduced response to fluorouracil (FU) –based chemotherapy. This prospective study investigated adjuvant chemotherapy containing FU and irinotecan in patients with MMR deficient (MMR-D) colon cancers. Patients and Methods Cancer and Leukemia Group B 89803 randomly assigned 1,264 patients with stage III colon cancer to postoperative weekly bolus FU/leucovorin (LV) or weekly bolus irinotecan, FU, and LV (IFL). The primary end point was overall survival; disease-free survival (DFS) was a secondary end point. Tumor expression of the MMR proteins, MLH1 and MSH2, was determined by immunohistochemistry (IHC). DNA microsatellite instability was also assessed using a panel of mono- and dinucleotide markers. Tumors with MMR defects were those demonstrating loss of MMR protein expression (MMR-D) and/or microsatellite instability high (MSI-H) genotype. Results Of 723 tumor cases examined by genotyping and IHC, 96 (13.3%) were MMR-D/MSI-H. Genotyping results were consistent with IHC in 702 cases (97.1%). IFL-treated patients with MMR-D/MSI-H tumors showed improved 5-year DFS as compared with those with mismatch repair intact tumors (0.76; 95% CI, 0.64 to 0.88 v 0.59; 95% CI, 0.53 to 0.64; P = .03). This relationship was not observed among patients treated with FU/LV. A trend toward longer DFS was observed in IFL-treated patients with MMR-D/MSI-H tumors as compared with those receiving FU/LV (0.57; 95% CI, 0.42 to 0.71 v 0.76; 95% CI, 0.64 to 0.88; P = .07; hazard ratio interaction between tumor status and treatment, 0.51; likelihood ratio P = .117). Conclusion Loss of tumor MMR function may predict improved outcome in patients treated with the IFL regimen as compared with those receiving FU/LV.

3504 Background: 80405 found no OS or PFS difference when Bevacizumab (BV) or Cetuximab (Cet) was added to 1st-line FOLFOX or FOLFIRI in mCRC pts. As location of the 1° may affect mCRC outcome, we assessed the impact of 1° side (R v L) on OS and PFS in 80405 pts. Methods: 1° location was determined by chart review: 1137 pts w/KRAS wt (codons 12 and 13) in main cohort; 252 pts w/ KRAS mut tumors treated w/ BV or Cet pre-amendment. R-sided = cecum to hepatic flexure; L-sided = splenic flexure to rectum. Transverse (T) = hepatic to splenic flexure. PFS per investigator. Kaplan Meier and Cox regression methods used. Results: KRAS wt pts: Median age = 59; synchronous = 78%. 1° site: R – 280 (25%); L – 689 (61%); T- 62 (5%); unsure – 106 (9%). OS & PFS (Table) difference by side statistically significant if adjusted for age, gender, BV / Cet, chemotherapy, prior therapy. There was a significant 1° side by biologic interaction (P int = 0.003, PFS and OS) but not by chemo, gender or RAS. OS, L-sided: Cet v BV, superiority (Log rank p = 0.04); R-sided: BV v Cet, superiority (p = 0.03). Results similar for PFS and if T colon allocated to R side. KRAS mut pts: 1°s: R - 35%; L- 50%. No statistically significant difference in any subset although OS favors L > R (only OS data shown). Conclusions: mCRC arising in the R v L colon are clinically different. In KRAS wt mCRC, pts w/ L-sided 1° tumor have superior OS and PFS v pts w/ R-sided 1°. Though not pre-planned analyses, OS and PFS were prolonged w/ Cet in L and w/BV in R but were poorer w/ Cet in R. Forthcoming molecular analysis of 1°s - e.g. BRAF, MSI, methylation - may provide a biological explanation. For now, stratification in mCRC studies by R v L 1° sidedness is indicated. These data support BV in 1st line treatment for mCRC pts w/R-sided 1° tumor regardless of KRAS status. Support: U10CA180821, U10CA180882. Clinical trial information: NCT00265850. Right 1° Left 1° Hazard Ratio, 95% Confidence Interval (R v L, adjusted) Log Rank p-value (adjusted) OS (mos) All KRAS wt 19.4 34.2 1.56 (1.32, 1.84) < 0.0001 Cet 16.4 37.5 1.97 (1.56, 2.48) BV 24.5 32.1 1.26 (1.00, 1.58) All KRAS mut 23.1 30.3 1.28 (0.95, 1.73) PFS (mos) All KRAS wt 8.9 11.5 1.25 (1.08, 1.46) .002 Cet 7.7 12.0 1.54 (1.25, 1.91) BV 9.5 11.1 1.03 (0.83, 1.28)