Using integrative genomic analysis of 360 metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC) samples, we identified a novel subtype of prostate cancer typified by biallelic loss of CDK12 that is mutually exclusive with tumors driven by DNA repair deficiency, ETS fusions, and SPOP mutations. CDK12 loss is enriched in mCRPC relative to clinically localized disease and characterized by focal tandem duplications (FTDs) that lead to increased gene fusions and marked differential gene expression. FTDs associated with CDK12 loss result in highly recurrent gains at loci of genes involved in the cell cycle and DNA replication. CDK12 mutant cases are baseline diploid and do not exhibit DNA mutational signatures linked to defects in homologous recombination. CDK12 mutant cases are associated with elevated neoantigen burden ensuing from fusion-induced chimeric open reading frames and increased tumor T cell infiltration/clonal expansion. CDK12 inactivation thereby defines a distinct class of mCRPC that may benefit from immune checkpoint immunotherapy.

Importance

 Cancer is caused by a diverse array of somatic and germline genomic aberrations. Advances in genomic sequencing technologies have improved the ability to detect these molecular aberrations with greater sensitivity. However, integrating them into clinical management in an individualized manner has proven challenging. 

Objective

 To evaluate the use of integrative clinical sequencing and genetic counseling in the assessment and treatment of children and young adults with cancer. 

Design, Setting, and Participants

 Single-site, observational, consecutive case series (May 2012-October 2014) involving 102 children and young adults (mean age, 10.6 years; median age, 11.5 years, range, 0-22 years) with relapsed, refractory, or rare cancer. 

Exposures

 Participants underwent integrative clinical exome (tumor and germline DNA) and transcriptome (tumor RNA) sequencing and genetic counseling. Results were discussed by a precision medicine tumor board, which made recommendations to families and their physicians. 

Main Outcomes and Measures

 Proportion of patients with potentially actionable findings, results of clinical actions based on integrative clinical sequencing, and estimated proportion of patients or their families at risk of future cancer. 

Results

 Of the 104 screened patients, 102 enrolled with 91 (89%) having adequate tumor tissue to complete sequencing. Only the 91 patients were included in all calculations, including 28 (31%) with hematological malignancies and 63 (69%) with solid tumors. Forty-two patients (46%) had actionable findings that changed their cancer management: 15 of 28 (54%) with hematological malignancies and 27 of 63 (43%) with solid tumors. Individualized actions were taken in 23 of the 91 (25%) based on actionable integrative clinical sequencing findings, including change in treatment for 14 patients (15%) and genetic counseling for future risk for 9 patients (10%). Nine of 91 (10%) of the personalized clinical interventions resulted in ongoing partial clinical remission of 8 to 16 months or helped sustain complete clinical remission of 6 to 21 months. All 9 patients and families with actionable incidental genetic findings agreed to genetic counseling and screening. 

Conclusions and Relevance

 In this single-center case series involving young patients with relapsed or refractory cancer, incorporation of integrative clinical sequencing data into clinical management was feasible, revealed potentially actionable findings in 46% of patients, and was associated with change in treatment and family genetic counseling for a small proportion of patients. The lack of a control group limited assessing whether better clinical outcomes resulted from this approach than outcomes that would have occurred with standard care.

Abstract Merkel cell carcinoma (MCC) is a rare but highly aggressive cutaneous neuroendocrine tumor. Merkel cell polyomavirus (MCPyV) may contribute to tumorigenesis in a subset of tumors via inhibition of tumor suppressors such as retinoblastoma (RB1) by mutated viral T antigens, but the molecular pathogenesis of MCPyV-negative MCC is largely unexplored. Through our MI-ONCOSEQ precision oncology study, we performed integrative sequencing on two cases of MCPyV-negative MCC, as well as a validation cohort of 14 additional MCC cases (n = 16). In addition to previously identified mutations in TP53, RB1, and PIK3CA, we discovered activating mutations of oncogenes, including HRAS and loss-of-function mutations in PRUNE2 and NOTCH family genes in MCPyV-negative MCC. MCPyV-negative tumors also displayed high overall mutation burden (10.09 ± 2.32 mutations/Mb) and were characterized by a prominent UV-signature pattern with C > T transitions comprising 85% of mutations. In contrast, mutation burden was low in MCPyV-positive tumors (0.40 ± 0.09 mutations/Mb) and lacked a UV signature. These findings suggest a potential ontologic dichotomy in MCC, characterized by either viral-dependent or UV-dependent tumorigenic pathways. Cancer Res; 75(18); 3720–7. ©2015 AACR.

Purpose To determine whether cotargeting poly (ADP-ribose) polymerase-1 plus androgen receptor is superior to androgen receptor inhibition in metastatic castration-resistant prostate cancer (mCRPC) and whether ETS fusions predict response. Patients and Methods Patients underwent metastatic site biopsy and were stratified by ETS status and randomly assigned to abiraterone plus prednisone without (arm A) or with veliparib (arm B). Primary objectives were: confirmed prostate-specific antigen (PSA) response rate (RR) and whether ETS fusions predicted response. Secondary objectives were: safety, measurable disease RR (mRR), progression-free survival (PFS), and molecular biomarker analysis. A total of 148 patients were randomly assigned to detect a 20% PSA RR improvement. Results A total of 148 patients with mCRPC were randomly assigned: arm A, n = 72; arm B, n = 76. There were no differences in PSA RR (63.9% v 72.4%; P = .27), mRR (45.0% v 52.2%; P = .51), or median PFS (10.1 v 11 months; P = .99). ETS fusions did not predict response. Exploratory analysis of tumor sequencing (80 patients) revealed: 41 patients (51%) were ETS positive, 20 (25%) had DNA-damage repair defect (DRD), 41 (51%) had AR amplification or copy gain, 34 (43%) had PTEN mutation, 33 (41%) had TP53 mutation, 39 (49%) had PIK3CA pathway activation, and 12 (15%) had WNT pathway alteration. Patients with DRD had significantly higher PSA RR (90% v 56.7%; P = .007) and mRR (87.5% v 38.6%; P = .001), PSA decline ≥ 90% (75% v 25%; P = .001), and longer median PFS (14.5 v 8.1 months; P = .025) versus those with wild-type tumors. Median PFS was longer in patients with normal PTEN (13.5 v 6.7 months; P = .02), TP53 (13.5 v 7.7 months; P = .01), and PIK3CA (13.8 v 8.3 months; P = .03) versus those with mutation or activation. In multivariable analysis adjusting for clinical covariates, DRD association with PFS remained significant. Conclusion Veliparib and ETS status did not affect response. Exploratory analysis identified a novel DRD association with mCRPC outcomes.