Multiple sclerosis is a disease of the central nervous system that involves interplay between inflammation and neurodegeneration. Despite intensive study, much of the genetic architecture underlying susceptibility to the disease remains to be defined. A large, international, collaborative genome-wide association study involving almost 10,000 cases, all of European descent, has confirmed about 20 previously reported multiple-sclerosis-linked regions of DNA, and identified an additional 29 novel susceptibility loci. Further analysis implicates the differentiation of T-helper cells as particularly relevant to the pathogenesis of this disease. Multiple sclerosis is a common disease of the central nervous system in which the interplay between inflammatory and neurodegenerative processes typically results in intermittent neurological disturbance followed by progressive accumulation of disability1. Epidemiological studies have shown that genetic factors are primarily responsible for the substantially increased frequency of the disease seen in the relatives of affected individuals2,3, and systematic attempts to identify linkage in multiplex families have confirmed that variation within the major histocompatibility complex (MHC) exerts the greatest individual effect on risk4. Modestly powered genome-wide association studies (GWAS)5,6,7,8,9,10 have enabled more than 20 additional risk loci to be identified and have shown that multiple variants exerting modest individual effects have a key role in disease susceptibility11. Most of the genetic architecture underlying susceptibility to the disease remains to be defined and is anticipated to require the analysis of sample sizes that are beyond the numbers currently available to individual research groups. In a collaborative GWAS involving 9,772 cases of European descent collected by 23 research groups working in 15 different countries, we have replicated almost all of the previously suggested associations and identified at least a further 29 novel susceptibility loci. Within the MHC we have refined the identity of the HLA-DRB1 risk alleles and confirmed that variation in the HLA-A gene underlies the independent protective effect attributable to the class I region. Immunologically relevant genes are significantly overrepresented among those mapping close to the identified loci and particularly implicate T-helper-cell differentiation in the pathogenesis of multiple sclerosis.

Using the ImmunoChip custom genotyping array, we analyzed 14,498 subjects with multiple sclerosis and 24,091 healthy controls for 161,311 autosomal variants and identified 135 potentially associated regions (P < 1.0 × 10(-4)). In a replication phase, we combined these data with previous genome-wide association study (GWAS) data from an independent 14,802 subjects with multiple sclerosis and 26,703 healthy controls. In these 80,094 individuals of European ancestry, we identified 48 new susceptibility variants (P < 5.0 × 10(-8)), 3 of which we found after conditioning on previously identified variants. Thus, there are now 110 established multiple sclerosis risk variants at 103 discrete loci outside of the major histocompatibility complex. With high-resolution Bayesian fine mapping, we identified five regions where one variant accounted for more than 50% of the posterior probability of association. This study enhances the catalog of multiple sclerosis risk variants and illustrates the value of fine mapping in the resolution of GWAS signals.

Genetic roots of multiple sclerosis The genetics underlying who develops multiple sclerosis (MS) have been difficult to work out. Examining more than 47,000 cases and 68,000 controls with multiple genome-wide association studies, the International Multiple Sclerosis Genetics Consortium identified more than 200 risk loci in MS (see the Perspective by Briggs). Focusing on the best candidate genes, including a model of the major histocompatibility complex region, the authors identified statistically independent effects at the genome level. Gene expression studies detected that every major immune cell type is enriched for MS susceptibility genes and that MS risk variants are enriched in brain-resident immune cells, especially microglia. Up to 48% of the genetic contribution of MS can be explained through this analysis. Science , this issue p. eaav7188 ; see also p. 1383

Background:  There is no consensus method for determining progression of disability in patients with multiple sclerosis (MS) when each patient has had only a single assessment in the course of the disease. Methods:  Using data from two large longitudinal databases, the authors tested whether cross-sectional disability assessments are representative of disease severity as a whole. An algorithm, the Multiple Sclerosis Severity Score (MSSS), which relates scores on the Expanded Disability Status Scale (EDSS) to the distribution of disability in patients with comparable disease durations, was devised and then applied to a collection of 9,892 patients from 11 countries to create the Global MSSS. In order to compare different methods of detecting such effects the authors simulated the effects of a genetic factor on disability. Results:  Cross-sectional EDSS measurements made after the first year were representative of overall disease severity. The MSSS was more powerful than the other methods the authors tested for detecting different rates of disease progression. Conclusion:  The Multiple Sclerosis Severity Score (MSSS) is a powerful method for comparing disease progression using single assessment data. The Global MSSS can be used as a reference table for future disability comparisons. While useful for comparing groups of patients, disease fluctuation precludes its use as a predictor of future disability in an individual.

Multiple sclerosis (MS) is a complex disease with new drugs becoming available in the past years. There is a need for a reference tool compiling current data to aid professionals in treatment decisions.To develop an evidence-based clinical practice guideline for the pharmacological treatment of people with MS.This guideline has been developed using the Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation (GRADE) methodology and following the updated EAN recommendations. Clinical questions were formulated in Patients-Intervention-Comparator-Outcome (PICO) format and outcomes were prioritized. The quality of evidence was rated into four categories according to the risk of bias. The recommendations with assigned strength (strong and weak) were formulated based on the quality of evidence and the risk-benefit balance. Consensus between the panelists was reached by use of the modified nominal group technique.A total of 10 questions were agreed, encompassing treatment efficacy, response criteria, strategies to address suboptimal response and safety concerns and treatment strategies in MS and pregnancy. The guideline takes into account all disease-modifying drugs approved by the European Medicine Agency (EMA) at the time of publication. A total of 21 recommendations were agreed by the guideline working group after three rounds of consensus.The present guideline will enable homogeneity of treatment decisions across Europe.

Highlights•Microglia repopulate within 5 days of depletion•Under defined host conditions, microglia can be replaced by BM cells•Without preconditioning, they renew themselves locally by massive proliferation•IL-1R1 on microglia is involved in self-renewal and maintenanceSummaryDuring early embryogenesis, microglia arise from yolk sac progenitors that populate the developing central nervous system (CNS), but how the tissue-resident macrophages are maintained throughout the organism's lifespan still remains unclear. Here, we describe a system that allows specific, conditional ablation of microglia in adult mice. We found that the microglial compartment was reconstituted within 1 week of depletion. Microglia repopulation relied on CNS-resident cells, independent from bone-marrow-derived precursors. During repopulation, microglia formed clusters of highly proliferative cells that migrated apart once steady state was achieved. Proliferating microglia expressed high amounts of the interleukin-1 receptor (IL-1R), and treatment with an IL-1R antagonist during the repopulation phase impaired microglia proliferation. Hence, microglia have the potential for efficient self-renewal without the contribution of peripheral myeloid cells, and IL-1R signaling participates in this restorative proliferation process.Graphical abstract

Gil McVean and colleagues report a meta-analysis of Immunochip studies including over 17,000 multiple sclerosis cases and 30,000 controls, with imputation of classical HLA alleles. They find two interactions involving class II HLA alleles but no evidence for significant epistatic interactions or interactions between HLA and non-HLA risk variants. Association studies have greatly refined the understanding of how variation within the human leukocyte antigen (HLA) genes influences risk of multiple sclerosis. However, the extent to which major effects are modulated by interactions is poorly characterized. We analyzed high-density SNP data on 17,465 cases and 30,385 controls from 11 cohorts of European ancestry, in combination with imputation of classical HLA alleles, to build a high-resolution map of HLA genetic risk and assess the evidence for interactions involving classical HLA alleles. Among new and previously identified class II risk alleles (HLA-DRB1*15:01, HLA-DRB1*13:03, HLA-DRB1*03:01, HLA-DRB1*08:01 and HLA-DQB1*03:02) and class I protective alleles (HLA-A*02:01, HLA-B*44:02, HLA-B*38:01 and HLA-B*55:01), we find evidence for two interactions involving pairs of class II alleles: HLA-DQA1*01:01–HLA-DRB1*15:01 and HLA-DQB1*03:01–HLA-DQB1*03:02. We find no evidence for interactions between classical HLA alleles and non-HLA risk-associated variants and estimate a minimal effect of polygenic epistasis in modulating major risk alleles.

Neuronal damage in autoimmune neuroinflammation is the correlate for long-term disability in multiple sclerosis (MS) patients. Here, we investigated the role of immune cells in neuronal damage processes in animal models of MS by monitoring experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) by using two-photon microscopy of living anaesthetized mice. In the brainstem, we detected sustained interaction between immune and neuronal cells, particularly during disease peak. Direct interaction of myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG)-specific Th17 and neuronal cells in demyelinating lesions was associated with extensive axonal damage. By combining confocal, electron, and intravital microscopy, we showed that these contacts remarkably resembled immune synapses or kinapses, albeit with the absence of potential T cell receptor engagement. Th17 cells induced severe, localized, and partially reversible fluctuation in neuronal intracellular Ca2+ concentration as an early sign of neuronal damage. These results highlight the central role of the Th17 cell effector phenotype for neuronal dysfunction in chronic neuroinflammation.