With the emergence of genomic profiling technologies and selective molecular targeted therapies, biomarkers play an increasingly important role in the clinical management of cancer patients. Single gene/protein or multi-gene "signature"-based assays have been introduced to measure specific molecular pathway deregulations that guide therapeutic decision-making as predictive biomarkers. Genome-based prognostic biomarkers are also available for several cancer types for potential incorporation into clinical prognostic staging systems or practice guidelines. However, there is still a large gap between initial biomarker discovery studies and their clinical translation due to the challenges in the process of cancer biomarker development. In this review we summarize the steps of biomarker development, highlight key issues in successful validation and implementation, and overview representative examples in the oncology field. We also discuss regulatory issues and future perspectives in the era of big data analysis and precision medicine.

Fusobacterium nucleatum (F. nucleatum) is a component of the human microbiome that primarily inhabits the oral cavity. It causes periodontal disease and has also been implicated in the development of human cancers. Although there are several reports of the relationship between F. nucleatum and the clinical outcome in human cancers, its prognostic significance in esophageal cancer remains unclear.We quantified F. nucleatum DNA in 325 resected esophageal cancer specimens by qPCR. Significant pathways in F. nucleatum-positive esophageal cancer tissues were identified by Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) enrichment analysis using microarray data.Esophageal cancer tissues contained significantly more F. nucleatum DNA than matched normal esophageal mucosa (P = 0.021; n = 60). F. nucleatum DNA was detected in 74 of 325 cases (23%). F. nucleatum DNA positivity was significantly associated with tumor stage, but not with sex, age, performance status, tobacco use, alcohol use, histology, tumor location, or preoperative treatment. F. nucleatum DNA positivity was also significantly associated with cancer-specific survival [log-rank P = 0.0039; univariate HR = 2.01; 95% confidence interval (CI), 1.22-3.23; P = 0.0068; multivariate HR = 1.78; 95% CI, 1.06-2.94; P = 0.031]. The top-ranked KEGG pathway in F. nucleatum-positive tissues was "cytokine-cytokine receptor interaction." A significant relationship between F. nucleatum and the chemokine CCL20 was validated by IHC.F. nucleatum in esophageal cancer tissues was associated with shorter survival, suggesting a potential role as a prognostic biomarker. F. nucleatum might also contribute to aggressive tumor behavior through activation of chemokines, such as CCL20. Clin Cancer Res; 22(22); 5574-81. ©2016 AACR.

Ectopic lymphoid-like structures (ELSs) are often observed in cancer, yet their function is obscure. Although ELSs signify good prognosis in certain malignancies, we found that hepatic ELSs indicated poor prognosis for hepatocellular carcinoma (HCC). We studied an HCC mouse model that displayed abundant ELSs and found that they constituted immunopathological microniches wherein malignant hepatocyte progenitor cells appeared and thrived in a complex cellular and cytokine milieu until gaining self-sufficiency. The egress of progenitor cells and tumor formation were associated with the autocrine production of cytokines previously provided by the niche. ELSs developed via cooperation between the innate immune system and adaptive immune system, an event facilitated by activation of the transcription factor NF-κB and abolished by depletion of T cells. Such aberrant immunological foci might represent new targets for cancer therapy.

Advanced hepatocellular carcinoma (HCC) is a lethal malignancy with limited treatment options. Palbociclib, a well-tolerated and selective CDK4/6 inhibitor, has shown promising results in the treatment of retinoblastoma (RB1)-positive breast cancer. RB1 is rarely mutated in HCC, suggesting that palbociclib could potentially be used for HCC therapy. Here, we provide a comprehensive characterisation of the efficacy of palbociclib in multiple preclinical models of HCC.The effects of palbociclib on cell proliferation, cellular senescence and cell death were investigated in a panel of human liver cancer cell lines, in ex vivo human HCC samples, in a genetically engineered mouse model of liver cancer, and in human HCC xenografts in vivo. The mechanisms of intrinsic and acquired resistance to palbociclib were assessed in human liver cancer cell lines and human HCC samples by protein and gene expression analyses.Palbociclib suppressed cell proliferation in human liver cancer cell lines by promoting a reversible cell cycle arrest. Intrinsic and acquired resistance to palbociclib was determined by loss of RB1. A signature of 'RB1 loss of function' was found in <30% of HCC samples. Palbociclib, alone or combined with sorafenib, the standard of care for HCC, impaired tumour growth in vivo and significantly increased survival.Palbociclib shows encouraging results in preclinical models of HCC and represents a novel therapeutic strategy for HCC treatment, alone or particularly in combination with sorafenib. Palbociclib could potentially benefit patients with RB1-proficient tumours, which account for 70% of all patients with HCC.

The prognostic nutritional index is reportedly related to postoperative outcomes.The aim of this study was to elucidate the clinical importance of the prognostic nutritional index in patients with colorectal cancer who were undergoing primary tumor resection.This is a retrospective study from a single institution.This study was conducted at a colorectal surgery service in an academic teaching hospital.The 556 patients with colorectal cancer who were undergoing surgery between March 2005 and August 2014 were eligible for this study.The preoperative prognostic nutritional index was calculated. Classification and regression tree analysis was performed to determine the prognostic nutritional index cutoff value. The associations of the prognostic nutritional index status with clinicopathological factors and postoperative outcomes were examined using univariate and multivariate analyses.Classification and regression tree analysis demonstrated that 45.5 was the optimal cutoff value. The low status (≤45.5) was correlated with older age, low BMI, low estimated glomerular filtration rate, CEA positivity, carbohydrate antigen 19-9 positivity, preoperative chemotherapy, tumors invading muscular or deeper layers, distant metastasis, poor differentiation, severe postoperative complications, tumor recurrence, and poor survival. In multivariate analysis, the low status was an independent risk factor for severe postoperative complications (OR = 2.06 [95% CI, 1.22-3.50]; p = 0.007) and low overall survival (HR =3.98 [95% CI, 2.38-6.89]; p < 0.001).Our data set was collected retrospectively from a single institution. In addition, our study was only for preoperative prognostic nutritional index status, not considering the postoperative host status.The preoperative prognostic nutritional index predicts severe complications, recurrence, and poor prognosis in patients with colorectal cancer who are undergoing primary tumor resection. Investigation of the nutritional and immunologic statuses using the prognostic nutritional index could be a useful clinical approach.