Schizophrenia is a highly heritable disorder. Genetic risk is conferred by a large number of alleles, including common alleles of small effect that might be detected by genome-wide association studies. Here we report a multi-stage schizophrenia genome-wide association study of up to 36,989 cases and 113,075 controls. We identify 128 independent associations spanning 108 conservatively defined loci that meet genome-wide significance, 83 of which have not been previously reported. Associations were enriched among genes expressed in brain, providing biological plausibility for the findings. Many findings have the potential to provide entirely new insights into aetiology, but associations at DRD2 and several genes involved in glutamatergic neurotransmission highlight molecules of known and potential therapeutic relevance to schizophrenia, and are consistent with leading pathophysiological hypotheses. Independent of genes expressed in brain, associations were enriched among genes expressed in tissues that have important roles in immunity, providing support for the speculated link between the immune system and schizophrenia. Schizophrenia is a highly heritable genetic disorder, however, identification of specific genetic risk variants has proven difficult because of its complex polygenic nature—a large multi-stage genome-wide association study identifies 128 independent associations in over 100 loci (83 of which are new); key findings include identification of genes involved in glutamergic neurotransmission and support for a link between the immune system and schizophrenia. Although schizophrenia is a highly heritable disorder, its complex polygenic nature has impeded attempts to establish its genetic basis. This paper reports a genome-wide association study of more than 36,000 schizophrenia patients and 100,000 controls. The study identifies 128 independent associations in 108 loci, 83 of them new. Among them are many genes involved in glutamatergic neurotransmission, highlighting a potential therapeutic avenue. In addition, the results provide support for the hypothesized link between the immune system and schizophrenia.

Autism spectrum disorder (ASD) is a highly heritable and heterogeneous group of neurodevelopmental phenotypes diagnosed in more than 1% of children. Common genetic variants contribute substantially to ASD susceptibility, but to date no individual variants have been robustly associated with ASD. With a marked sample-size increase from a unique Danish population resource, we report a genome-wide association meta-analysis of 18,381 individuals with ASD and 27,969 controls that identified five genome-wide-significant loci. Leveraging GWAS results from three phenotypes with significantly overlapping genetic architectures (schizophrenia, major depression, and educational attainment), we identified seven additional loci shared with other traits at equally strict significance levels. Dissecting the polygenic architecture, we found both quantitative and qualitative polygenic heterogeneity across ASD subtypes. These results highlight biological insights, particularly relating to neuronal function and corticogenesis, and establish that GWAS performed at scale will be much more productive in the near term in ASD. A genome-wide-association meta-analysis of 18,381 austim spectrum disorder (ASD) cases and 27,969 controls identifies five risk loci. The authors find quantitative and qualitative polygenic heterogeneity across ASD subtypes.

Based on its symptoms, schizophrenia has been considered a discrete disease, and yet genome-wide association studies for copy number variations (CNVs) associated with the disease have revealed that some CNVs confer high relative risk of schizophrenia but also of other psychiatric disorders. But CNVs can affect several genes. Now, a genome-wide association of single nucleotide polymorphisms (SNPs) using data from several large genome-wide scans reveals significant associations to individual loci that implicate immunity, brain development, memory and cognition in predisposition to schizophrenia. Here, in the first of three papers on the genetics of schizophrenia, a genome-wide association study of single nucleotide polymorphisms using data from several large genome-wide scans reveals significant associations to individual loci that implicate perturbations in immunity, brain development, memory and cognition in the predisposition to schizophrenia. Schizophrenia is a complex disorder, caused by both genetic and environmental factors and their interactions. Research on pathogenesis has traditionally focused on neurotransmitter systems in the brain, particularly those involving dopamine. Schizophrenia has been considered a separate disease for over a century, but in the absence of clear biological markers, diagnosis has historically been based on signs and symptoms. A fundamental message emerging from genome-wide association studies of copy number variations (CNVs) associated with the disease is that its genetic basis does not necessarily conform to classical nosological disease boundaries. Certain CNVs confer not only high relative risk of schizophrenia but also of other psychiatric disorders1,2,3. The structural variations associated with schizophrenia can involve several genes and the phenotypic syndromes, or the ‘genomic disorders’, have not yet been characterized4. Single nucleotide polymorphism (SNP)-based genome-wide association studies with the potential to implicate individual genes in complex diseases may reveal underlying biological pathways. Here we combined SNP data from several large genome-wide scans and followed up the most significant association signals. We found significant association with several markers spanning the major histocompatibility complex (MHC) region on chromosome 6p21.3-22.1, a marker located upstream of the neurogranin gene (NRGN) on 11q24.2 and a marker in intron four of transcription factor 4 (TCF4) on 18q21.2. Our findings implicating the MHC region are consistent with an immune component to schizophrenia risk, whereas the association with NRGN and TCF4 points to perturbation of pathways involved in brain development, memory and cognition.

Genetic influences on psychiatric disorders transcend diagnostic boundaries, suggesting substantial pleiotropy of contributing loci. However, the nature and mechanisms of these pleiotropic effects remain unclear. We performed analyses of 232,964 cases and 494,162 controls from genome-wide studies of anorexia nervosa, attention-deficit/hyperactivity disorder, autism spectrum disorder, bipolar disorder, major depression, obsessive-compulsive disorder, schizophrenia, and Tourette syndrome. Genetic correlation analyses revealed a meaningful structure within the eight disorders, identifying three groups of inter-related disorders. Meta-analysis across these eight disorders detected 109 loci associated with at least two psychiatric disorders, including 23 loci with pleiotropic effects on four or more disorders and 11 loci with antagonistic effects on multiple disorders. The pleiotropic loci are located within genes that show heightened expression in the brain throughout the lifespan, beginning prenatally in the second trimester, and play prominent roles in neurodevelopmental processes. These findings have important implications for psychiatric nosology, drug development, and risk prediction.

Rare coding variation has historically provided the most direct connections between gene function and disease pathogenesis. By meta-analysing the whole exomes of 24,248 schizophrenia cases and 97,322 controls, we implicate ultra-rare coding variants (URVs) in 10 genes as conferring substantial risk for schizophrenia (odds ratios of 3–50, P < 2.14 × 10−6) and 32 genes at a false discovery rate of <5%. These genes have the greatest expression in central nervous system neurons and have diverse molecular functions that include the formation, structure and function of the synapse. The associations of the NMDA (N-methyl-d-aspartate) receptor subunit GRIN2A and AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionic acid) receptor subunit GRIA3 provide support for dysfunction of the glutamatergic system as a mechanistic hypothesis in the pathogenesis of schizophrenia. We observe an overlap of rare variant risk among schizophrenia, autism spectrum disorders1, epilepsy and severe neurodevelopmental disorders2, although different mutation types are implicated in some shared genes. Most genes described here, however, are not implicated in neurodevelopment. We demonstrate that genes prioritized from common variant analyses of schizophrenia are enriched in rare variant risk3, suggesting that common and rare genetic risk factors converge at least partially on the same underlying pathogenic biological processes. Even after excluding significantly associated genes, schizophrenia cases still carry a substantial excess of URVs, which indicates that more risk genes await discovery using this approach. Whole-exome sequencing identifies ten risk genes for schizophrenia implicated by rare protein-coding variants, a subset of which overlap with risk genes in other neurodevelopmental disorders.

Autism spectrum disorder (ASD) risk is influenced by common polygenic and de novo variation. We aimed to clarify the influence of polygenic risk for ASD and to identify subgroups of ASD cases, including those with strongly acting de novo variants, in which polygenic risk is relevant. Using a novel approach called the polygenic transmission disequilibrium test and data from 6,454 families with a child with ASD, we show that polygenic risk for ASD, schizophrenia, and greater educational attainment is over-transmitted to children with ASD. These findings hold independent of proband IQ. We find that polygenic variation contributes additively to risk in ASD cases who carry a strongly acting de novo variant. Lastly, we show that elements of polygenic risk are independent and differ in their relationship with phenotype. These results confirm that the genetic influences on ASD are additive and suggest that they create risk through at least partially distinct etiologic pathways.

Elise Robinson, Mark Daly and colleagues present an analysis of genetic data from autism spectrum disorder (ASD) and population-based studies and find evidence for genetic correlations between ASDs and typical variation in social behavior and communication traits. These results may inform genetic models of ASDs and other neuropsychiatric disorders. Almost all genetic risk factors for autism spectrum disorders (ASDs) can be found in the general population, but the effects of this risk are unclear in people not ascertained for neuropsychiatric symptoms. Using several large ASD consortium and population-based resources (total n > 38,000), we find genome-wide genetic links between ASDs and typical variation in social behavior and adaptive functioning. This finding is evidenced through both LD score correlation and de novo variant analysis, indicating that multiple types of genetic risk for ASDs influence a continuum of behavioral and developmental traits, the severe tail of which can result in diagnosis with an ASD or other neuropsychiatric disorder. A continuum model should inform the design and interpretation of studies of neuropsychiatric disease biology.

Context: Clues from the epidemiology of schizophrenia suggest that low levels of developmental vitamin D may be associated with increased risk of schizophrenia.Objective: To directly examine the association between neonatal vitamin D status and risk of schizophrenia.

PurposeTo achieve clinical validation of cutoff values for newborn screening by tandem mass spectrometry through a worldwide collaborative effort.MethodsCumulative percentiles of amino acids and acylcarnitines in dried blood spots of approximately 25–30 million normal newborns and 10,742 deidentified true positive cases are compared to assign clinical significance, which is achieved when the median of a disorder range is, and usually markedly outside, either the 99th or the 1st percentile of the normal population. The cutoff target ranges of analytes and ratios are then defined as the interval between selected percentiles of the two populations. When overlaps occur, adjustments are made to maximize sensitivity and specificity taking all available factors into consideration.ResultsAs of December 1, 2010, 130 sites in 45 countries have uploaded a total of 25,114 percentile data points, 565,232 analyte results of true positive cases with 64 conditions, and 5,341 cutoff values. The average rate of submission of true positive cases between December 1, 2008, and December 1, 2010, was 5.1 cases/day. This cumulative evidence generated 91 high and 23 low cutoff target ranges. The overall proportion of cutoff values within the respective target range was 42% (2,269/5,341).ConclusionAn unprecedented level of cooperation and collaboration has allowed the objective definition of cutoff target ranges for 114 markers to be applied to newborn screening of rare metabolic disorders. Genet Med 2011:13(3):230–254.