Decreased Tumoral Expression of Colon-Specific Water Channel Aquaporin 8 Is Associated With Reduced Overall Survival in Colon Adenocarcinoma

Abstract

Supplemental Digital Content is available in the text. BACKGROUND: Colon cancer survival is dependent on metastatic potential and treatment. Large RNA-sequencing data sets may assist in identifying colon cancer-specific biomarkers to improve patient outcomes. OBJECTIVE: This study aimed to identify a highly specific biomarker for overall survival in colon adenocarcinoma by using an RNA-sequencing data set. DESIGN: Raw RNA-sequencing and clinical data for patients with colon adenocarcinoma (n = 271) were downloaded from The Cancer Genome Atlas. A binomial regression model was used to calculate differential RNA expression between paired colon cancer and normal epithelium samples (n = 40). Highly differentially expressed RNAs were examined. SETTINGS: This study was conducted at the University of Louisville using data acquired by The Cancer Genome Atlas. PATIENTS: Patients from US accredited cancer centers between 1998 and 2013 were analyzed. MAIN OUTCOME MEASURES: The primary outcome measures were recurrence-free and overall survival. RESULTS: The median age was 66 years (147/271 men, 180/271 White patients). Thirty RNAs were differentially expressed in colon adenocarcinoma compared with paired normal epithelium, using a log-fold change cutoff of ±6. Using median expression as a cutoff, 4 RNAs were associated with worse overall survival: decreased ZG16 (log-rank = 0.023), aquaporin 8 (log-rank = 0.023), and SLC26A3 (log-rank = 0.098), and increased COL1A1 (log-rank = 0.105). On multivariable analysis, low aquaporin 8 expression (HR, 1.748; 95% CI, 1.016–3.008; p = 0.044) was a risk factor for worse overall survival. Our final aquaporin 8 model had an area under the curve of 0.85 for overall survival. On subgroup analysis, low aquaporin 8 was associated with worse overall survival in patients with high microsatellite instability and in patients with stage II disease. Low aquaporin 8 expression was associated with KRAS and BRAF mutations. Aquaporin 8 immunohistochemistry was optimized for clinical application. LIMITATIONS: This was a retrospective study. CONCLUSION: Aquaporin 8 is a water channel selectively expressed in normal colon tissue. Low aquaporin 8 expression is a risk factor for worse overall survival in patients who have colon cancer. Aquaporin 8 measurement may have a role as a colon-specific prognostic biomarker and help in patient risk stratification for increased surveillance. See Video Abstract at http://links.lww.com/DCR/B603. LA DISMINUCIÓN DE LA EXPRESIÓN TUMORAL DE LA ACUAPORINA 8 DEL CANAL DE AGUA ESPECÍFICO DEL COLON SE ASOCIA CON UNA REDUCCIÓN DE LA SUPERVIVENCIA GENERAL EN EL ADENOCARCINOMA DE COLON ANTECEDENTES: La supervivencia del cáncer de colon depende del potencial metastásico y del tratamiento. Grandes conjuntos de datos de secuenciación de ARN pueden ayudar a identificar biomarcadores específicos del cáncer de colon para mejorar los resultados de los pacientes. OBJETIVO: Identificar un biomarcador altamente específico para la supervivencia general en el adenocarcinoma de colon utilizando un conjunto de datos de secuenciación de ARN. DISEÑO: La secuenciación de ARN sin procesar y los datos clínicos para pacientes con adenocarcinoma de colon (n = 271) se descargaron de The Cancer Genome Atlas. Se utilizó un modelo de regresión binomial para calcular la expresión diferencial de ARN entre muestras de cáncer de colon emparejadas y muestras de epitelio normal (n = 40). Se examinaron los ARN expresados de forma altamente diferencial. ENTORNO CLINICO: Este estudio se realizó en la Universidad de Louisville utilizando datos adquiridos por The Cancer Genome Atlas. PACIENTES: Se analizaron pacientes de centros oncológicos acreditados en Estados Unidos entre 1998-2013. PRINCIPALES MEDIDAS DE VALORACION: Las principales medidas de valoración fueron la supervivencia general y libre de recurrencia. RESULTADOS: La mediana de edad fue de 66 años (147/271 hombres, 180/271 caucásicos). Treinta ARN se expresaron diferencialmente en el adenocarcinoma de colon en comparación con el epitelio normal emparejado, utilizando un límite de cambio logarítmico de ± 6. Utilizando la expresión mediana como punto de corte, cuatro ARN se asociaron con una peor supervivencia general: disminución de ZG16 (rango logarítmico = 0,023), acuaporina8 (rango logarítmico = 0,023) y SLC26A3 (rango logarítmico = 0,098) y aumento de COL1A1 (log -rango = 0,105). En el análisis multivariable, la baja expresión de acuaporina8 (HR = 1,748, IC del 95%: 1,016-3,008, p = 0,044) fue un factor de riesgo para una peor supervivencia global. Nuestro modelo de aquaporin8 final tuvo un AUC de 0,85 para la supervivencia global. En el análisis de subgrupos, la acuaporina8 baja se asoció con una peor supervivencia general en pacientes con MSI-H y en pacientes en estadio II. La baja expresión de acuaporina8 se asoció con mutaciones de KRAS y BRAF. La inmunohistoquímica de aquaporina8 se optimizó para su aplicación clínica. LIMITACIONES: Este fue un estudio retrospectivo. CONCLUSIÓN: La acuaporina8 es un canal de agua expresado selectivamente en el tejido normal del colon. La baja expresión de AQP8 es un factor de riesgo de peor supervivencia global en pacientes con cáncer de colon. La medición de aquaporina8 puede tener un papel como un biomarcador de pronóstico específico del colon y ayudar en la estratificación del riesgo del paciente para una mayor vigilancia. Consulte Video Resumen en http://links.lww.com/DCR/B603.