| Literature DB >> 33298978 |
Armin Soave1, Lan Kluwe2, Hang Yu1, Michael Rink1, Philipp Gild1, Malte W Vetterlein1, Philipp Marks1, Guido Sauter3, Margit Fisch1, Christian P Meyer1, Tim Ludwig1, Roland Dahlem1, Sarah Minner3, Klaus Pantel4, Bettina Steinbach4, Heidi Schwarzenbach5.
Abstract
The aim of the present study was to analyze copy number variations (CNV) of multiple oncogenes and tumor suppressor genes in genomic DNA from primary tumor tissue, lymph node metastasis and cell-free DNA (cfDNA) from serum of 72 urothelial carcinoma of bladder (UCB) patients treated with radical cystectomy (RC), using multiplex ligation-dependent probe amplification (MLPA). We hypothesized that primary tumor and lymph node metastasis show similar CNV profiles, and CNV are more present in lymph node metastasis compared to primary tumor tissue. Samples from 43 (59.7%) patients could be analyzed. In total, 35 (83%), 26 (68%) and 8 (42%) patients had CNV in primary tumor, serum and lymph node metastasis, respectively. MYC, CCND1, ERBB2 and CCNE1 displayed the most frequent amplifications. In particular, CNV in ERBB2 was associated with aggressive tumor characteristics. CNV in both ERBB2 and TOP2A were risk factors for disease recurrence. The current findings show that CNV are present in various oncogenes and tumor suppressor genes in genomic DNA from primary tumor, lymph node metastasis and cfDNA from serum. CNV were more present in genomic DNA from primary tumor tissue compared to cfDNA from serum and genomic DNA from lymph node metastasis. Patients with CNV in ERBB2 and TOP2A are at increased risk for disease recurrence following RC. Further studies are necessary to validate, whether these genes may represent promising candidates for targeted-therapy.Entities:
Mesh:
Substances:
Year: 2020 PMID: 33298978 PMCID: PMC7725833 DOI: 10.1038/s41598-020-75869-x
Source DB: PubMed Journal: Sci Rep ISSN: 2045-2322 Impact factor: 4.379
Descriptive characteristics of 43 urothelial carcinoma of the bladder patients treated with radical cystectomy and bilateral lymphadenectomy.
| Range, median | 50–86, 71 |
| Male | 32 (74.4) |
| Female | 11 (25.6) |
| cTa, cTis | 2 (4.9) |
| cT1 | 6 (14.6) |
| cT2 | 32 (78.0) |
| cT3 | 1 (2.4) |
| cG2 | 4 (9.8) |
| cG3 | 37 (90.2) |
| No | 33 (80.5) |
| Yes | 8 (19.5) |
| Range, median | 1–5, 1 |
| Range, median | 7–480, 45 |
| pT0, pTa, pTis | 1 (2.3) |
| pT1 | 3 (7.0) |
| pT2 | 17 (39.5) |
| pT3 | 12 (27.9) |
| pT4 | 10 (23.3) |
| Localized (pT ≤ 2) | 21 (48.8) |
| Advanced (pT3–4) | 22 (51.2) |
| ≤ pT2 and pN0 | 19 (44.2) |
| ≥ pT3 or pN1-3 | 24 (55.8) |
| G3 | 42 (97.7) |
| Absent | 23 (53.5) |
| Present | 20 (46.5) |
| Absent | 29 (67.4) |
| Present | 14 (32.6) |
| Absent | 37 (86.0) |
| Present | 6 (14.0) |
| pN0 | 27 (62.8) |
| pN1–3 | 16 (37.2) |
| Range, median | 0–44, 12 |
| Negative | 35 (81.4) |
| Positive | 8 (18.6) |
| Pure UCB | 28 (65.1) |
| Presence of squamous cell differentiation | 7 (16.3) |
| Presence of non-squamous cell differentiation | 8 (18.6) |
| No | 23 (53.5) |
| Yes | 20 (46.5) |
| Not administered | 29 (67.4) |
| Administered | 14 (32.6) |
| Cisplatin-based | 6 (14.0) |
| Carboplatin-based | 8 (18.6) |
Figure 1Example of CNV in primary tumor and lymph node metastasis of one patient. The box plot shows data of leukocytes (reference), primary tumor and lymph node metastasis (as calculated by Coffalyser.Net software). The DNA probes are arranged by chromosomal locations. The target-specific probes have a blue and orange background in different hues (left), whereas the reference probes have a grey background (right). Only the dark blue points indicate significant CNV gains, whereas light blue and yellow points are ambiguous and not considered. As expected the leukocyte DNA does not show any CNV. The data were calculated by intra- and inter-sample comparisons. Intra-sample normalization was performed by dividing the fluorescence signal of each target-specific probe by the signal of every single reference probe in this probe. The median of all these ratios of this probe is the normalization constant. Subsequently, inter-sample comparison was performed by dividing the normalization constant of each probe of this sample by the average normalization constant of all reference (leukocyte) samples.
CNV in primary tumor, serum and lymph node metastasis of 43 UCB patients treated with RC.
| Gene | PIK3CA | EGFR | MET | GATA4 | FGFR1 | MYC | PTP4A | FGFR2 | CCND1 | KRAS | KLF5 | ERBB2 | TOP2A | GATA6 | CCNE1 | Total per patient | ||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Exon | 2 | 7 | 19 | 2 | 14 | 25 | 4 | 10 | 21 | 1 | 3 | 7 | 13 | 5 | 2 | 1 | 2 | 3 | 3 | 5 | 19 | 15 | 5 | 2 | 4 | 5 | 6 | 4 | 3 | 2 | 3 | 4 | 13 | 23 | 30 | 20 | 14 | 3 | 4 | 7 | 5 | 10 | 12 | Exon | Gene | |
| Chromosome | 3 | 7 | 7 | 8 | 8 | 8 | 8 | 10 | 11 | 12 | 13 | 17 | 17 | 18 | 19 | |||||||||||||||||||||||||||||||
| Patient | Type | Copy number variations | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 1 | T | 2 | 4 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 2 | T | 2 | 1.5 | 5 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 3 | T | 0.5 | 2.5 | 3 | 2.5 | 2 | 10 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 4 | T | 2 | 1.5 | 2 | 2 | 10 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | T | 1.5 | 7 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 1.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6 | T | 1.5 | 1.5 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 7 | T | 2 | 2 | 2 | 6 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 8 | T | 2 | 2 | 2 | 6 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 9 | T | 3 | 5 | 5 | 4 | 2.5 | 2.5 | 6 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 10 | T | 2 | 4 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11 | T | 2 | 1.5 | 5 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 12 | T | 2 | 4 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 2 | 5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 13 | T | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 14 | T | 3 | 4 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 15 | T | 6 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 16 | T | 2 | 2 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 17 | T | 2 | 2 | 2 | 9 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 1.5 | 2 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 18 | T | 3 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | 3 | 2.5 | 2 | 14 | 4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 19 | T | 0.5 | 0.5 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 20 | T | 2 | 2 | 5 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | 2 | 4 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 21 | M | 0.5 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 22 | T | 2 | 2 | 8 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 1.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 23 | T | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 11 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 3 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 24 | T | 0.5 | 0.5 | 8 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 25 | T | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 0.5 | 0.5 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 26 | T | 2 | 4 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 1.5 | 0.5 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 27 | T | 2 | 2 | 2 | 3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 28 | T | 3 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 2 | 2 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 29 | T | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | 0.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 2 | 2 | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 30 | T | 2 | 4 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 2 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 31 | T | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 32 | T | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 33 | T | 2 | 2 | 8 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 0.5 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 34 | T | 2 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 2 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 35 | T | 3 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 36 | T | 2 | 6 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 2 | 5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 37 | T | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 38 | T | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | 0.5 | 0.5 | 5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 39 | T | 2 | 2 | 2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 40 | T | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 7 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 1.5 | 2 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 41 | T | 2 | 2 | 2 | 2 | 0.5 | 8 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 42 | T | 2 | 2 | 2 | 2 | 2.5 | 2 | 12 | 2 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | 2 | 2 | 3 | 6 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 1.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 43 | T | 2 | 2 | 7 | 3 | 7 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| M | 4.5 | 4 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| S | 1.5 | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Total per exon | T | 2 | 2 | 2 | 3 | 1 | 1 | 4 | 3 | 3 | 19 | 19 | 23 | 1 | 2 | 2 | 2 | 15 | 13 | 13 | 1 | 12 | 1 | 14 | 7 | 4 | 1 | 1 | 2 | 2 | 2 | 7 | 7 | 4 | ||||||||||||
| M | 1 | 3 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 1 | 3 | 3 | 3 | 2 | 1 | 1 | |||||||||||||||||||||||||||||
| S | 2 | 1 | 7 | 2 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 5 | 1 | 1 | 1 | 9 | 2 | 1 | 2 | 1 | 6 | |||||||||||||||||||||||||||
Bold values refer to the copy number variation of all investigated (2 or 3) exons of the gene.
PIK3CA phosphatidylinositol 3-kinase catalytic subunit alpha, EGFR epidermal growth factor receptor, MET mesenchymal-epithelial transition, GATA4 GATA binding protein 4, FGFR1 fibroblast growth factor receptor 1, MYC myelocytomatosis, PTP4A3 protein tyrosine phosphatase 4A3, CCND1 cyclin D1, KLF5 Kruppel-like Factor 5, ERBB2 Erb-b2 receptor tyrosine kinase 2, TOP2A DNA topoisomerase II alpha, GATA6 GATA binding protein 6, CCNE1 cyclin E1, T tumor, M metastasis, S serum.
Associations of CNV with clinico-pathologic UCB characteristics in 43 UCB patients treated with RC.
| Parameters | Clinical tumor stage | Clinical tumor grade | Urothelial carcinoma histology | Combined tumor stage | Combined disease stage | Pathologic tumor stage | Lymph node status | Number of lymph nodes removed | LVI | MVI | STSM | Presence of incidental prostate cancer | Recurrence | Survival | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Source | Serum | Serum | Met | Tumor | Tumor | Tumor | Met | Tumor | Met | Tumor | Tumor | Tumor | Serum | Tumor | Serum | Tumor | Serum | Tumor | Tumor |
| Genes_Exon | |||||||||||||||||||
| MET_4 | n.a. | ||||||||||||||||||
| MET_10 | n.a. | ||||||||||||||||||
| MET_21 | |||||||||||||||||||
| GATA4_1 | 0.334 | 0.518 | |||||||||||||||||
| GATA4_3 | n.a. | 0.628 | |||||||||||||||||
| GATA4_7 | n.a. | 0.683 | |||||||||||||||||
| FGFR1_13 | 0.487 | ||||||||||||||||||
| FGFR1_5 | 0.223 | ||||||||||||||||||
| FGFR1_2 | |||||||||||||||||||
| MYC_1 | 0.803 | ||||||||||||||||||
| MYC_2 | 0.172 | 0.521 | |||||||||||||||||
| MYC_3 | 0.172 | 0.977 | 0.133 | ||||||||||||||||
| MYC_1,2,3 | |||||||||||||||||||
| PTP4A3_3 | n.a. | ||||||||||||||||||
| PTP4A3_5 | n.a | 0.075 | |||||||||||||||||
| CCND1_2 | 0.465 | ||||||||||||||||||
| CCND1_4 | 0.317 | ||||||||||||||||||
| CCND1_5 | 0.317 | ||||||||||||||||||
| CCND1_2,4,5 | |||||||||||||||||||
| KRAS_6 | |||||||||||||||||||
| KRAS_4 | 0.285 | 0.740 | |||||||||||||||||
| KRAS_3 | n.a. | n.a | |||||||||||||||||
| KLF5_2 | n.a | 0.683 | |||||||||||||||||
| KLF5_3 | 0.071 | 0.445 | 0.783 | ||||||||||||||||
| KLF5_4 | 0.475 | ||||||||||||||||||
| ERBB2_13 | 0.062 | 0.065 | 0.243 | ||||||||||||||||
| ERBB2_23 | 0.275 | 0.075 | 0.547 | 0.086 | |||||||||||||||
| ERBB2_30 | 0.059 | 0.078 | 0.243 | 0.255 | |||||||||||||||
| ERBB2_13,23,30 | |||||||||||||||||||
| TOP2A_20 | n.a. | ||||||||||||||||||
| TOP2A_14 | |||||||||||||||||||
| CCNE1_5 | |||||||||||||||||||
| CCNE1_10 | |||||||||||||||||||
| CCNE1_12 | |||||||||||||||||||
| CCNE1_5,10,12 | |||||||||||||||||||
| n Exons | 0.303 | 0.333 | |||||||||||||||||
| n Genes | 0.087 | 0.087 | |||||||||||||||||
Only those genes with CNV are shown. The significant p-values are in bold. The insignificant p-values are also shown if one or two exons of the same gene display a significant p-value.
EGFR epidermal growth factor receptor, MET mesenchymal-epithelial transition, GATA4 GATA binding protein 4, FGFR1 fibroblast growth factor receptor 1, MYC myelocytomatosis, PTP4A3 protein tyrosine phosphatase 4A3, CCND1 cyclin D1, KLF5 Kruppel-like Factor 5, ERBB2 Erb-b2 receptor tyrosine kinase 2, TOP2A DNA topoisomerase II alpha, CCNE1 cyclin E1, TURB transurethral resection of bladder, RCE radical cystectomy, ConcCIS concomitant carcinoma in situ, N lymph node, MVI microvessel invasion, STSM soft tissue surgical margin, PCa prostate cancer, n number.
Figure 2Kaplan–Meier plots of recurrence-free survival stratified by CNV in ERBB2 (A–D) and TOP2A (E) in 43 UCB patients treated with RC. Top curves (in blue) show UCB patients with no CNV (no genomic aberrations), and bottom curves (in red) show patients with CNV comprising DNA gains in the 13th exon (ERBB2_13. A), 23th exon (ERBB2_23, B), 30th exon (ERBB2_30, C) and all 3 exons patients of ERBB2 (D), as well as in both exons of TOP2A (E).