Evalua&ng tumor exome sequencing in the oncology clinic: - PowerPoint PPT Presentation

Evalua&ng ¡tumor ¡exome ¡ sequencing ¡in ¡the ¡oncology ¡clinic: ¡ Lessons ¡from ¡the ¡BASIC3 ¡study ¡ Cancer ¡ ¡ GBM ¡ Risk? ¡ A ¡Clinical ¡Sequencing ¡Exploratory ¡Research ¡(CSER) ¡project ¡ Supported ¡by ¡NHGRI/NCI ¡1U01HG006485 ¡ ISMB2014 ¡ Post-­‑genomic ¡medical ¡decision ¡making ¡in ¡cancer ¡ Will ¡Parsons, ¡MD ¡PhD ¡ July ¡14, ¡2014 ¡

Objec:ve ¡– ¡precision ¡oncology ¡ To ¡bring ¡genomic ¡sequencing ¡technologies ¡from ¡ the ¡laboratory ¡into ¡the ¡pediatric ¡oncology ¡clinic, ¡ providing ¡real-­‑:me ¡gene:c ¡informa:on ¡that ¡will ¡ guide ¡the ¡care ¡of ¡each ¡pa:ent ¡and ¡family. ¡

Challenges ¡(par:al ¡list) ¡ 1. Limited ¡understanding ¡of ¡the ¡biologically ¡and ¡ clinically-­‑relevant ¡gene:c ¡altera:ons ¡ 2. Limited ¡number ¡of ¡preclinical ¡models ¡ 3. Limited ¡number ¡of ¡available ¡drugs ¡ 4. Inexperience ¡with ¡clinical ¡applica:on ¡of ¡ genomic ¡technologies ¡ 5. Challenges ¡of ¡clinical ¡trial ¡design ¡ • Small ¡numbers ¡of ¡pa:ents ¡with ¡each ¡tumor ¡subtype ¡ • Biopsies ¡of ¡refractory ¡tumors ¡oKen ¡not ¡performed ¡

BASIC 3 ¡ B aylor ¡ A dvancing ¡ S equencing ¡ I nto ¡ C hildhood ¡ C ancer ¡ C are ¡ PATIENTS ¡ SEQUENCING ¡ RETURN ¡OF ¡RESULTS ¡ FOLLOW-­‑UP ¡ 280 ¡children ¡-­‑ ¡ EMR ¡ Relapse ¡ Blood ¡ Germline ¡ GCs ¡ CLIA-­‑cer:fied ¡ newly ¡diagnosed ¡ whole ¡exome ¡ CNS ¡and ¡non-­‑CNS ¡ sequencing ¡ Tumor ¡ Soma:c ¡ Family ¡ MDs ¡ No ¡relapse ¡ ¡solid ¡tumors ¡ MUTATION ¡ SAMPLES ¡ REPORTS ¡ Study ¡objec:ves: ¡ To ¡integrate ¡informa:on ¡from ¡CLIA-­‑cer:fied ¡germline ¡ • and ¡tumor ¡exome ¡sequencing ¡into ¡the ¡care ¡of ¡newly ¡ diagnosed ¡solid ¡and ¡brain ¡tumor ¡pa:ents ¡at ¡Texas ¡ Children’s ¡Cancer ¡Center ¡ Sharon ¡E. ¡Plon, ¡ ¡ MD ¡PhD ¡ To ¡perform ¡parallel ¡evalua:on ¡of ¡the ¡impact ¡of ¡tumor ¡ • and ¡germline ¡exomes ¡ ¡on ¡families ¡and ¡physicians ¡

BASIC 3 ¡inclusion ¡criteria ¡ • Children ¡less ¡than ¡18 ¡years ¡old ¡having ¡ surgery ¡for ¡CNS ¡or ¡non-­‑CNS ¡solid ¡tumors ¡ at ¡Texas ¡Children’s ¡Hospital ¡ – Study ¡enrollment ¡within ¡60 ¡days ¡of ¡final ¡ pathology ¡report ¡ • Parents ¡of ¡these ¡children ¡ • Primary ¡oncologists ¡of ¡these ¡children ¡ ¡

BASIC 3 ¡ B aylor ¡ A dvancing ¡ S equencing ¡ I nto ¡ C hildhood ¡ C ancer ¡ C are ¡ PATIENTS ¡ SEQUENCING ¡ RETURN ¡OF ¡RESULTS ¡ FOLLOW-­‑UP ¡ 280 ¡children ¡-­‑ ¡ EMR ¡ Relapse ¡ Blood ¡ Germline ¡ GCs ¡ CLIA-­‑cer:fied ¡ newly ¡diagnosed ¡ whole ¡exome ¡ CNS ¡and ¡non-­‑CNS ¡ sequencing ¡ Tumor ¡ Soma:c ¡ Family ¡ MDs ¡ No ¡relapse ¡ ¡solid ¡tumors ¡ MUTATION ¡ SAMPLES ¡ REPORTS ¡ Measure ¡impact ¡on ¡ Provide ¡germline ¡ cancer ¡surveillance ¡ ¡exome ¡results ¡ and ¡gene:c ¡tes:ng ¡of ¡ to ¡clinicians ¡ family ¡members ¡ ¡and ¡families ¡ Measure ¡frequency ¡of ¡ ¡ ¡Iden&fy ¡and ¡ PROJECT ¡1 ¡ incidental ¡findings ¡ ¡consent ¡ (CLINICAL) ¡ ¡pa&ents ¡ ¡Provide ¡tumor ¡ ¡exome ¡results ¡ Measure ¡impact ¡on ¡ ¡to ¡clinicians ¡ treatment ¡decisions ¡ ¡ ¡and ¡families ¡ at ¡relapse ¡(2 ¡yrs) ¡

BASIC 3 ¡ B aylor ¡ A dvancing ¡ S equencing ¡ I nto ¡ C hildhood ¡ C ancer ¡ C are ¡ PATIENTS ¡ SEQUENCING ¡ RETURN ¡OF ¡RESULTS ¡ FOLLOW-­‑UP ¡ 280 ¡children ¡-­‑ ¡ EMR ¡ Relapse ¡ Blood ¡ Germline ¡ GCs ¡ CLIA-­‑cer:fied ¡ newly ¡diagnosed ¡ whole ¡exome ¡ CNS ¡and ¡non-­‑CNS ¡ sequencing ¡ Tumor ¡ Soma:c ¡ Family ¡ MDs ¡ No ¡relapse ¡ ¡solid ¡tumors ¡ MUTATION ¡ SAMPLES ¡ REPORTS ¡ Provide ¡annotated ¡ tumor ¡exome ¡results ¡ Complete ¡whole ¡ exome ¡sequencing ¡ Provide ¡annotated ¡ of ¡tumor/blood ¡ germline ¡exome ¡results ¡ Novel ¡repor:ng ¡pla^orm ¡ (iPAD ¡disclosure ¡app) ¡ (SEQUENCING/REPORTING) ¡ PROJECT ¡2 ¡

BASIC 3 ¡ B aylor ¡ A dvancing ¡ S equencing ¡ I nto ¡ C hildhood ¡ C ancer ¡ C are ¡ PATIENTS ¡ SEQUENCING ¡ RETURN ¡OF ¡RESULTS ¡ FOLLOW-­‑UP ¡ 280 ¡children ¡-­‑ ¡ EMR ¡ Relapse ¡ Blood ¡ Germline ¡ GCs ¡ CLIA-­‑cer:fied ¡ newly ¡diagnosed ¡ whole ¡exome ¡ CNS ¡and ¡non-­‑CNS ¡ sequencing ¡ Tumor ¡ Soma:c ¡ Family ¡ MDs ¡ No ¡relapse ¡ ¡solid ¡tumors ¡ MUTATION ¡ SAMPLES ¡ REPORTS ¡ Study ¡physician-­‑parent ¡communica&on ¡of ¡exome ¡results ¡ ¡ (audio-­‑recording ¡of ¡disclosure ¡visits) ¡ Describe ¡oncologist ¡preferences ¡and ¡values ¡for ¡ Development ¡of ¡ ¡ PROJECT ¡3 ¡ sharing ¡and ¡use ¡of ¡exome ¡data ¡ ¡ ethical ¡framework ¡to ¡ (through ¡longitudinal ¡interviews) ¡ guide ¡shared ¡ (ELSI) ¡ ¡decision-­‑making ¡for ¡ Describe ¡family ¡preferences ¡and ¡values ¡for ¡receipt ¡ parents ¡and ¡pediatric ¡ and ¡use ¡of ¡exome ¡data ¡ specialists ¡ (through ¡surveys ¡& ¡longitudinal ¡interviews) ¡

Enrollment ¡and ¡ ¡sample ¡status ¡ • 150 ¡pa:ents, ¡223 ¡parents, ¡and ¡16 ¡oncologists ¡ No ¡(17%) ¡ Overwhelmed ¡(10%) ¡ Yes ¡ ¡ (83%) ¡ Privacy ¡risks ¡(3%) ¡ Gene:c ¡anxiety ¡(2.5%) ¡ Blood ¡draw ¡(2%) ¡

Tumor ¡Diagnoses ¡of ¡100 ¡subjects ¡ Non-­‑CNS ¡(n=68) ¡ CNS ¡(n=32) ¡ HEPATO ¡ PINEO ¡ PHEOCHROMO ¡ HCC ¡ DYSGERMINOMA ¡ BLASTOMA ¡ BLASTOMA ¡ CYTOMA ¡ MENINGIOMA ¡ ¡ LOW ¡GRADE ¡ ALVEOLAR ¡SOFT ¡ HIGH ¡GRADE ¡ GLIOMA ¡ NEURO ¡ PART ¡SARCOMA ¡ GLIOMA ¡ BLASTOMA ¡ ADRENAL ¡ CORTICAL ¡ CARCINOMA ¡ CHOROID ¡ YOLK ¡SAC ¡ PLEXUS ¡TUMORS ¡ TUMOR ¡ OSTEOSARCOMA ¡ WILMS ¡TUMOR ¡ MIXED ¡ MALIGNANT ¡ OTHER ¡CNS ¡ GERM ¡CELL ¡ TUMORS ¡ TUMOR ¡ MEDULLO ¡ EWING ¡ BLASTOMA ¡ SARCOMA ¡ OTHER ¡NON-­‑CNS ¡ RHABDOMYO ¡ EPENDYMOMA ¡ SOLID ¡TUMORS ¡ SARCOMA ¡ Tumor ¡available ¡for ¡WES ¡ 59/68 ¡(87%) ¡ 22/32 ¡(69%) ¡

BASIC 3 ¡ B aylor ¡ A dvancing ¡ S equencing ¡ I nto ¡ C hildhood ¡ C ancer ¡ C are ¡ PATIENTS ¡ SEQUENCING ¡ RETURN ¡OF ¡RESULTS ¡ FOLLOW-­‑UP ¡ 280 ¡children ¡-­‑ ¡ EMR ¡ Relapse ¡ Blood ¡ Germline ¡ GCs ¡ CLIA-­‑cer:fied ¡ newly ¡diagnosed ¡ whole ¡exome ¡ CNS ¡and ¡non-­‑CNS ¡ sequencing ¡ Tumor ¡ Soma:c ¡ Family ¡ MDs ¡ No ¡relapse ¡ ¡solid ¡tumors ¡ MUTATION ¡ SAMPLES ¡ REPORTS ¡ Measure ¡impact ¡on ¡ Provide ¡germline ¡ cancer ¡surveillance ¡ ¡exome ¡results ¡ and ¡gene:c ¡tes:ng ¡of ¡ to ¡clinicians ¡ family ¡members ¡ ¡and ¡families ¡ Measure ¡frequency ¡of ¡ ¡ ¡Iden&fy ¡and ¡ PROJECT ¡1 ¡ incidental ¡findings ¡ ¡consent ¡ (CLINICAL) ¡ ¡pa&ents ¡ ¡Provide ¡tumor ¡ ¡exome ¡results ¡ Measure ¡impact ¡on ¡ ¡to ¡clinicians ¡ treatment ¡decisions ¡ ¡ ¡and ¡families ¡ at ¡relapse ¡(2 ¡yrs) ¡

Clinical ¡whole ¡exome ¡sequencing ¡ • Using ¡1 ¡ug ¡of ¡DNA ¡isolated ¡from ¡frozen ¡:ssue ¡ • Illumina ¡Sequencing ¡Pla^orm ¡ – Capture ¡exome ¡on ¡Roche-­‑Nimblegen ¡VCRome ¡2.1 ¡ from ¡BCM ¡HGSC ¡ – Paired ¡tumor/blood ¡samples ¡on ¡one ¡HiSeq ¡lane ¡ • Analysis ¡using ¡pla^orm ¡developed ¡by ¡BCM-­‑HGSC ¡ informa:cs ¡team ¡ Total ¡Gb ¡ Unique ¡ Mean ¡ Bases ¡20X ¡ Bases ¡40X ¡ per ¡sample ¡ aligned ¡Gb ¡ ¡ coverage ¡ coverage ¡ coverage ¡ WES ¡sample ¡ Germline ¡ 18.8 ¡ 17.5 ¡ 272 ¡ 97.5% ¡ 95.7% ¡ Tumor ¡ 18.8 ¡ 17.6 ¡ 276 ¡ 97.3% ¡ 95.1% ¡

BCM ¡Mercury ¡pipeline ¡ Reads ¡pile-­‑up ¡ over ¡exons ¡ Variant ¡call ¡ format ¡ (.vcf) ¡