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.

Abstract Gastroesophageal adenocarcinoma (GEA) is a lethal disease where targeted therapies, even when guided by genomic biomarkers, have had limited efficacy. A potential reason for the failure of such therapies is that genomic profiling results could commonly differ between the primary and metastatic tumors. To evaluate genomic heterogeneity, we sequenced paired primary GEA and synchronous metastatic lesions across multiple cohorts, finding extensive differences in genomic alterations, including discrepancies in potentially clinically relevant alterations. Multiregion sequencing showed significant discrepancy within the primary tumor (PT) and between the PT and disseminated disease, with oncogene amplification profiles commonly discordant. In addition, a pilot analysis of cell-free DNA (cfDNA) sequencing demonstrated the feasibility of detecting genomic amplifications not detected in PT sampling. Lastly, we profiled paired primary tumors, metastatic tumors, and cfDNA from patients enrolled in the personalized antibodies for GEA (PANGEA) trial of targeted therapies in GEA and found that genomic biomarkers were recurrently discrepant between the PT and untreated metastases. Divergent primary and metastatic tissue profiling led to treatment reassignment in 32% (9/28) of patients. In discordant primary and metastatic lesions, we found 87.5% concordance for targetable alterations in metastatic tissue and cfDNA, suggesting the potential for cfDNA profiling to enhance selection of therapy. Significance: We demonstrate frequent baseline heterogeneity in targetable genomic alterations in GEA, indicating that current tissue sampling practices for biomarker testing do not effectively guide precision medicine in this disease and that routine profiling of metastatic lesions and/or cfDNA should be systematically evaluated. Cancer Discov; 8(1); 37–48. ©2017 AACR. See related commentary by Sundar and Tan, p. 14. See related article by Janjigian et al., p. 49. This article is highlighted in the In This Issue feature, p. 1

MicroRNAs are approximately 22 nucleotide noncoding RNA molecules that posttranscriptionally regulate gene expression. The aim of this study was (a) to determine a role of microRNA-21 in esophageal squamous cell carcinoma and (b) to elucidate the regulation of the programmed cell death 4 (PDCD4) gene by microRNA-21.MicroRNA-21 expression was investigated in 20 matched normal esophageal epitheliums and esophageal squamous cell carcinomas and seven esophageal squamous cell carcinoma cell lines (TE6, TE8, TE10, TE11, TE12, TE14, KYSE30) by TaqMan quantitative real-time PCR and in situ hybridization. To evaluate the role of microRNA-21, cell proliferation and invasion were analyzed with anti-microRNA-21-transfected cells. In addition, the regulation of PDCD4 by microRNA-21 was elucidated to identify the mechanisms of this regulation.Of 20 paired samples, 18 cancer tissues overexpressed microRNA-21 in comparison with matched normal epitheliums. Specifically, patients with lymph node metastasis or venous invasion showed significantly high expression of microRNA-21. In situ hybridization for microRNA-21 showed strong positive staining in paraffin-embedded esophageal squamous cell carcinoma tissues. All seven esophageal squamous cell carcinoma cell lines also overexpressed microRNA-21, and anti-microRNA-21-transfected cells showed significant reduction in cellular proliferation and invasion. The PDCD4 protein levels in esophageal squamous cell carcinoma cells have an inverse correlation with microRNA-21 expression. Anti-microRNA-21-transfected cells increased PDCD4 protein expression without changing the PDCD4 mRNA level and increased a luciferase-reporter activity containing the PDCD4-3' untranslated region construct.MicroRNA-21 targets PDCD4 at the posttranscriptional level and regulates cell proliferation and invasion in esophageal squamous cell carcinoma. It may serve as a novel therapeutic target in esophageal squamous cell carcinoma.