Prostate cancer is a heterogeneous disease, but current treatments are not based on molecular stratification. We hypothesized that metastatic, castration-resistant prostate cancers with DNA-repair defects would respond to poly(adenosine diphosphate [ADP]-ribose) polymerase (PARP) inhibition with olaparib.

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.

TMPRSS2:ERG (T2:ERG) and prostate cancer antigen 3 (PCA3) are the most advanced urine-based prostate cancer (PCa) early detection biomarkers. Validate logistic regression models, termed Mi-Prostate Score (MiPS), that incorporate serum prostate-specific antigen (PSA; or the multivariate Prostate Cancer Prevention Trial risk calculator version 1.0 [PCPTrc]) and urine T2:ERG and PCA3 scores for predicting PCa and high-grade PCa on biopsy. T2:ERG and PCA3 scores were generated using clinical-grade transcription-mediated amplification assays. Pretrained MiPS models were applied to a validation cohort of whole urine samples prospectively collected after digital rectal examination from 1244 men presenting for biopsy. Area under the curve (AUC) was used to compare the performance of serum PSA (or the PCPTrc) alone and MiPS models. Decision curve analysis (DCA) was used to assess clinical benefit. Among informative validation cohort samples (n = 1225 [98%], 80% from patients presenting for initial biopsy), models incorporating T2:ERG had significantly greater AUC than PSA (or PCPTrc) for predicting PCa (PSA: 0.693 vs 0.585; PCPTrc: 0.718 vs 0.639; both p < 0.001) or high-grade (Gleason score >6) PCa on biopsy (PSA: 0.729 vs 0.651, p < 0.001; PCPTrc: 0.754 vs 0.707, p = 0.006). MiPS models incorporating T2:ERG score had significantly greater AUC (all p < 0.001) than models incorporating only PCA3 plus PSA (or PCPTrc or high-grade cancer PCPTrc [PCPThg]). DCA demonstrated net benefit of the MiPS_PCPTrc (or MiPS_PCPThg) model compared with the PCPTrc (or PCPThg) across relevant threshold probabilities. Incorporating urine T2:ERG and PCA3 scores improves the performance of serum PSA (or PCPTrc) for predicting PCa and high-grade PCa on biopsy. Incorporation of two prostate cancer (PCa)-specific biomarkers (TMPRSS2:ERG and PCA3) measured in the urine improved on serum prostate-specific antigen (or a multivariate risk calculator) for predicting the presence of PCa and high-grade PCa on biopsy. A combined test, Mi-Prostate Score, uses models validated in this study and is clinically available to provide individualized risk estimates.

TMPRSS2-ERG gene fusions occur in 50% of prostate cancers and result in the overexpression of a chimeric fusion transcript that encodes a truncated ERG product. Previous attempts to detect truncated ERG products have been hindered by a lack of specific antibodies. Here, we characterize a rabbit anti-ERG monoclonal antibody (clone EPR 3864; Epitomics, Burlingame, CA) using immunoblot analysis on prostate cancer cell lines, synthetic TMPRSS2-ERG constructs, chromatin immunoprecipitation, and immunofluorescence. We correlated ERG protein expression with the presence of ERG gene rearrangements in prostate cancer tissues using a combined immunohistochemistry (IHC) and fluorescence in situ hybridization (FISH) analysis. We independently evaluated two patient cohorts and observed ERG expression confined to prostate cancer cells and high-grade prostatic intraepithelial neoplasia associated with ERG-positive cancer, as well as vessels and lymphocytes (where ERG has a known biologic role). Image analysis of 131 cases demonstrated nearly 100% sensitivity for detecting ERG rearrangement prostate cancer, with only 2 (1.5%) of 131 cases demonstrating strong ERG protein expression without any known ERG gene fusion. The combined pathology evaluation of 207 patient tumors for ERG protein expression had 95.7% sensitivity and 96.5% specificity for determining ERG rearrangement prostate cancer. In conclusion, this study qualifies a specific anti-ERG antibody and demonstrates exquisite association between ERG gene rearrangement and truncated ERG protein product expression. Given the ease of performing IHC versus FISH, ERG protein expression may be useful for molecularly subtyping prostate cancer based on ERG rearrangement status and suggests clinical utility in prostate needle biopsy evaluation.

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 &gt; 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.