Invasive lobular carcinoma (ILC) is the second most prevalent histologic subtype of invasive breast cancer. Here, we comprehensively profiled 817 breast tumors, including 127 ILC, 490 ductal (IDC), and 88 mixed IDC/ILC. Besides E-cadherin loss, the best known ILC genetic hallmark, we identified mutations targeting PTEN, TBX3, and FOXA1 as ILC enriched features. PTEN loss associated with increased AKT phosphorylation, which was highest in ILC among all breast cancer subtypes. Spatially clustered FOXA1 mutations correlated with increased FOXA1 expression and activity. Conversely, GATA3 mutations and high expression characterized luminal A IDC, suggesting differential modulation of ER activity in ILC and IDC. Proliferation and immune-related signatures determined three ILC transcriptional subtypes associated with survival differences. Mixed IDC/ILC cases were molecularly classified as ILC-like and IDC-like revealing no true hybrid features. This multidimensional molecular atlas sheds new light on the genetic bases of ILC and provides potential clinical options.

Despite progress in defining genetic risk for psychiatric disorders, their molecular mechanisms remain elusive. Addressing this, the PsychENCODE Consortium has generated a comprehensive online resource for the adult brain across 1866 individuals. The PsychENCODE resource contains ~79,000 brain-active enhancers, sets of Hi-C linkages, and topologically associating domains; single-cell expression profiles for many cell types; expression quantitative-trait loci (QTLs); and further QTLs associated with chromatin, splicing, and cell-type proportions. Integration shows that varying cell-type proportions largely account for the cross-population variation in expression (with >88% reconstruction accuracy). It also allows building of a gene regulatory network, linking genome-wide association study variants to genes (e.g., 321 for schizophrenia). We embed this network into an interpretable deep-learning model, which improves disease prediction by ~6-fold versus polygenic risk scores and identifies key genes and pathways in psychiatric disorders.

Cholangiocarcinoma (CCA) is an aggressive malignancy of the bile ducts, with poor prognosis and limited treatment options. Here, we describe the integrated analysis of somatic mutations, RNA expression, copy number, and DNA methylation by The Cancer Genome Atlas of a set of predominantly intrahepatic CCA cases and propose a molecular classification scheme. We identified an IDH mutant-enriched subtype with distinct molecular features including low expression of chromatin modifiers, elevated expression of mitochondrial genes, and increased mitochondrial DNA copy number. Leveraging the multi-platform data, we observed that ARID1A exhibited DNA hypermethylation and decreased expression in the IDH mutant subtype. More broadly, we found that IDH mutations are associated with an expanded histological spectrum of liver tumors with molecular features that stratify with CCA. Our studies reveal insights into the molecular pathogenesis and heterogeneity of cholangiocarcinoma and provide classification information of potential therapeutic significance.

Montserrat Garcia-Closas and colleagues report a meta-analysis of three genome-wide association studies for estrogen receptor (ER)-negative breast cancer, including 4,193 ER-negative breast cancer cases and 35,194 controls, with replication using the iCOGS custom genotyping array in 40 studies, including 6,514 cases and 41,455 controls. They identify four loci associated with ER-negative but not ER-positive breast cancer. Estrogen receptor (ER)-negative tumors represent 20–30% of all breast cancers, with a higher proportion occurring in younger women and women of African ancestry1. The etiology2 and clinical behavior3 of ER-negative tumors are different from those of tumors expressing ER (ER positive), including differences in genetic predisposition4. To identify susceptibility loci specific to ER-negative disease, we combined in a meta-analysis 3 genome-wide association studies of 4,193 ER-negative breast cancer cases and 35,194 controls with a series of 40 follow-up studies (6,514 cases and 41,455 controls), genotyped using a custom Illumina array, iCOGS, developed by the Collaborative Oncological Gene-environment Study (COGS). SNPs at four loci, 1q32.1 (MDM4, P = 2.1 × 10−12 and LGR6, P = 1.4 × 10−8), 2p24.1 (P = 4.6 × 10−8) and 16q12.2 (FTO, P = 4.0 × 10−8), were associated with ER-negative but not ER-positive breast cancer (P > 0.05). These findings provide further evidence for distinct etiological pathways associated with invasive ER-positive and ER-negative breast cancers.

African Americans have the highest breast cancer mortality rate. Although racial difference in the distribution of intrinsic subtypes of breast cancer is known, it is unclear if there are other inherent genomic differences that contribute to the survival disparities.To investigate racial differences in breast cancer molecular features and survival and to estimate the heritability of breast cancer subtypes.Among a convenience cohort of patients with invasive breast cancer, breast tumor and matched normal tissue sample data (as of September 18, 2015) were obtained from The Cancer Genome Atlas.Breast cancer–free interval, tumor molecular features, and genetic variants.Participants were 930 patients with breast cancer, including 154 black patients of African ancestry (mean [SD] age at diagnosis, 55.66 [13.01] years; 98.1% [n = 151] female) and 776 white patients of European ancestry (mean [SD] age at diagnosis, 59.51 [13.11] years; 99.0% [n = 768] female). Compared with white patients, black patients had a worse breast cancer-free interval (hazard ratio, HR=1.67; 95% CI, 1.02-2.74; P = .043). They had a higher likelihood of basal-like (odds ratio, 3.80; 95% CI, 2.46-5.87; P < .001) and human epidermal growth factor receptor 2 (ERBB2 [formerly HER2])–enriched (odds ratio, 2.22; 95% CI, 1.10-4.47; P = .027) breast cancer subtypes, with the Luminal A subtype as the reference. Blacks had more TP53 mutations and fewer PIK3CA mutations than whites. While most molecular differences were eliminated after adjusting for intrinsic subtype, the study found 16 DNA methylation probes, 4 DNA copy number segments, 1 protein, and 142 genes that were differentially expressed, with the gene-based signature having an excellent capacity for distinguishing breast tumors from black vs white patients (cross-validation C index, 0.878). Using germline genotypes, the heritability of breast cancer subtypes (basal vs nonbasal) was estimated to be 0.436 (P = 1.5 × 10−14). The estrogen receptor–positive polygenic risk score built from 89 known susceptibility variants was higher in blacks than in whites (difference, 0.24; P = 2.3 × 10−5), while the estrogen receptor–negative polygenic risk score was much higher in blacks than in whites (difference, 0.48; P = 2.8 × 10−11).On the molecular level, after adjusting for intrinsic subtype frequency differences, this study found a modest number of genomic differences but a significant clinical survival outcome difference between blacks and whites in The Cancer Genome Atlas data set. Moreover, more than 40% of breast cancer subtype frequency differences could be explained by genetic variants. These data could form the basis for the development of molecular targeted therapies to improve clinical outcomes for the specific subtypes of breast cancers that disproportionately affect black women. Findings also indicate that personalized risk assessment and optimal treatment could reduce deaths from aggressive breast cancers for black women.