Anna Andersson, Tanja Gruber, James Downing and colleagues report a genomic analysis of infant acute lymphoblastic leukemias with MLL rearrangements. They identify recurrent activating mutations in tyrosine kinase, phosphatidylinositol 3-kinase and RAS pathway genes but find that these mutations were often present in minor subclones and lost at the time of relapse. Infant acute lymphoblastic leukemia (ALL) with MLL rearrangements (MLL-R) represents a distinct leukemia with a poor prognosis. To define its mutational landscape, we performed whole-genome, exome, RNA and targeted DNA sequencing on 65 infants (47 MLL-R and 18 non–MLL-R cases) and 20 older children (MLL-R cases) with leukemia. Our data show that infant MLL-R ALL has one of the lowest frequencies of somatic mutations of any sequenced cancer, with the predominant leukemic clone carrying a mean of 1.3 non-silent mutations. Despite this paucity of mutations, we detected activating mutations in kinase-PI3K-RAS signaling pathway components in 47% of cases. Surprisingly, these mutations were often subclonal and were frequently lost at relapse. In contrast to infant cases, MLL-R leukemia in older children had more somatic mutations (mean of 6.5 mutations/case versus 1.3 mutations/case, P = 7.15 × 10−5) and had frequent mutations (45%) in epigenetic regulators, a category of genes that, with the exception of MLL, was rarely mutated in infant MLL-R ALL.

Studies of paediatric cancers have shown a high frequency of mutation across epigenetic regulators. Here we sequence 633 genes, encoding the majority of known epigenetic regulatory proteins, in over 1,000 paediatric tumours to define the landscape of somatic mutations in epigenetic regulators in paediatric cancer. Our results demonstrate a marked variation in the frequency of gene mutations across 21 different paediatric cancer subtypes, with the highest frequency of mutations detected in high-grade gliomas, T-lineage acute lymphoblastic leukaemia and medulloblastoma, and a paucity of mutations in low-grade glioma and retinoblastoma. The most frequently mutated genes are H3F3A, PHF6, ATRX, KDM6A, SMARCA4, ASXL2, CREBBP, EZH2, MLL2, USP7, ASXL1, NSD2, SETD2, SMC1A and ZMYM3. We identify novel loss-of-function mutations in the ubiquitin-specific processing protease 7 (USP7) in paediatric leukaemia, which result in decreased deubiquitination activity. Collectively, our results help to define the landscape of mutations in epigenetic regulatory genes in paediatric cancer and yield a valuable new database for investigating the role of epigenetic dysregulations in cancer. Proteins involved in epigenetic regulation are frequently mutated in several paediatric cancers. Here, Huether et al.characterize the somatic mutation frequency across 21 paediatric cancer subtypes by sequencing 633 epigenetic genes in over 1,000 tumours; generating a rich data set for investigating epigenetic dysregulation.