2053 Background: Current methods for glioma treatment response assessment are limited. This study aimed to assess the technical and clinical feasibility of molecular profiling using intracranial CSF from patients with gliomas during their disease course. Methods: Adults with gliomas were recruited for longitudinal intracranial CSF collection using 1) Ommaya reservoirs, from which CSF would be sampled on at least two separate occasions, or 2) CSF collection from other clinically indicated CSF access devices, such as ventriculoperitoneal (VP) shunts. Patients were followed until their last visit or present time for ongoing participants. For this initial cfDNA feasibility study, CSF was collected from Ommaya reservoirs in four patients and from an existing VP shunt in one patient. cfDNA was then extracted and analyzed using two sequencing platforms, PredicineCARE for cancer variant profiling and PredicineSCORE for low-pass whole genome sequencing (LP-WGS). This analysis generated genomic aberration profiles and genome-wide copy number burden (CNB) score. Results: Five patients (2 females, 3 males; median age: 40 years, range 32-64 years) underwent longitudinal intracranial CSF collection via Ommaya reservoirs (n=4) or VP shunt (n=1). In total, thirty-five CSF samples were obtained (median volume: 3.80 mL; 0.5-5 mL), with 30 samples (85.7%) yielding sufficient cfDNA for variant profiling and LP-WGS. Our initial findings suggest that tumor fraction increased by 6.28x and 2.87x with radiographic progression in two patients. Tumor fraction decreased by 0.08x and 0.04x in two patients with paired immediate pre-versus-post chemoradiation samples. Despite ongoing pseudoprogression in one patient, tumor fraction decreased to unmeasurable levels from a post-resection baseline of 0.26. Patient-specific tumor-associated variant allelic frequencies (VAFs), including TP53, PTEN, TERT, and CDKN2A/B, decreased within individual patients after resection and chemoradiation. In two patients with isocitrate dehydrogenase (IDH) mutant gliomas, decreasing IDH1 VAF after resection correlated with decreased CSF D-2-hydroxyglutarate (D-2-HG) levels (0.64x and 0.62x, respectively, for the first patient, and 0.01x and 0.07x for the other patient). Both CSF IDH1 VAF and CSF D-2-HG increased in the patient who had radiographic progression (2.56x and 9.21x, respectively). Moreover, CNB decreased below the limit of quantification during treatment and increased above the limit at progression. Conclusions: Longitudinal CSF cfDNA can feasibly be obtained via CSF access devices in patients with gliomas during their disease course. Ongoing studies will evaluate hypotheses generated in this case series regarding how longitudinal CSF cfDNA could be utilized to sensitively detect changes in disease burden. Clinical trial information: NCT04692337 ; NCT04692324 .

Abstract Central nervous system germ cell tumors (CNS-GCT) are malignant neoplasms that arise predominantly during adolescence and young adulthood. These tumors are typically sensitive to treatment, but resulting long-term health deficits are common. Additional clinical challenges include surgical risks associated with tumor biopsy, and need to determine treatment response for adapting radiotherapy protocols. The aim of this study was to establish the detectability of circulating-tumor DNA (ctDNA) from cerebrospinal fluid (CSF) of children with CNS-GCT as a potential biomarker. We obtained CSF from patients with CNS-GCT by lumbar puncture or intra-operatively. Cell-free DNA (cfDNA) was extracted and subjected to low-pass whole genome sequencing (LP-WGS). Copy-number alterations (CNAs) were inferred and served as a marker of measurable residual disease (MRD). Comparisons with imaging findings and tumor marker levels were made. A total of 29 CSF samples from 21 patients (16 with germinoma, 5 with non-germinomatous GCT) were sequenced. Twenty samples from 19 patients were collected at diagnosis, and 9 samples from 7 patients were collected during or after therapy. Among the diagnostic samples, CNAs were detected in samples from 17/19 patients (89%), which included 8 with marker-negative tumors. Specific clinical scenarios suggested that serial cfDNA analysis may carry utility in tracking treatment responses as well as clarifying indeterminate imaging findings. Our results provide evidence for the high-sensitivity in detecting ctDNA from CSF of CNS-GCT patients using LP-WGS, with potential utility for non-invasive diagnosis and disease monitoring in upcoming CNS-GCT studies.