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.

To identify novel genes associated with ALS, we undertook two lines of investigation. We carried out a genome-wide association study comparing 20,806 ALS cases and 59,804 controls. Independently, we performed a rare variant burden analysis comparing 1,138 index familial ALS cases and 19,494 controls. Through both approaches, we identified kinesin family member 5A (KIF5A) as a novel gene associated with ALS. Interestingly, mutations predominantly in the N-terminal motor domain of KIF5A are causative for two neurodegenerative diseases: hereditary spastic paraplegia (SPG10) and Charcot-Marie-Tooth type 2 (CMT2). In contrast, ALS-associated mutations are primarily located at the C-terminal cargo-binding tail domain and patients harboring loss-of-function mutations displayed an extended survival relative to typical ALS cases. Taken together, these results broaden the phenotype spectrum resulting from mutations in KIF5A and strengthen the role of cytoskeletal defects in the pathogenesis of ALS.

Abstract Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease with marked gender and ethnic disparities. We report a large transancestral association study of SLE using Immunochip genotype data from 27,574 individuals of European (EA), African (AA) and Hispanic Amerindian (HA) ancestry. We identify 58 distinct non-HLA regions in EA, 9 in AA and 16 in HA (∼50% of these regions have multiple independent associations); these include 24 novel SLE regions ( P <5 × 10 −8 ), refined association signals in established regions, extended associations to additional ancestries, and a disentangled complex HLA multigenic effect. The risk allele count (genetic load) exhibits an accelerating pattern of SLE risk, leading us to posit a cumulative hit hypothesis for autoimmune disease. Comparing results across the three ancestries identifies both ancestry-dependent and ancestry-independent contributions to SLE risk. Our results are consistent with the unique and complex histories of the populations sampled, and collectively help clarify the genetic architecture and ethnic disparities in SLE.

Genomewide association studies of autoimmune diseases have mapped hundreds of susceptibility regions in the genome. However, only for a few association signals has the causal gene been identified, and for even fewer have the causal variant and underlying mechanism been defined. Coincident associations of DNA variants affecting both the risk of autoimmune disease and quantitative immune variables provide an informative route to explore disease mechanisms and drug-targetable pathways.Using case-control samples from Sardinia, Italy, we performed a genomewide association study in multiple sclerosis followed by TNFSF13B locus-specific association testing in systemic lupus erythematosus (SLE). Extensive phenotyping of quantitative immune variables, sequence-based fine mapping, cross-population and cross-phenotype analyses, and gene-expression studies were used to identify the causal variant and elucidate its mechanism of action. Signatures of positive selection were also investigated.A variant in TNFSF13B, encoding the cytokine and drug target B-cell activating factor (BAFF), was associated with multiple sclerosis as well as SLE. The disease-risk allele was also associated with up-regulated humoral immunity through increased levels of soluble BAFF, B lymphocytes, and immunoglobulins. The causal variant was identified: an insertion-deletion variant, GCTGT→A (in which A is the risk allele), yielded a shorter transcript that escaped microRNA inhibition and increased production of soluble BAFF, which in turn up-regulated humoral immunity. Population genetic signatures indicated that this autoimmunity variant has been evolutionarily advantageous, most likely by augmenting resistance to malaria.A TNFSF13B variant was associated with multiple sclerosis and SLE, and its effects were clarified at the population, cellular, and molecular levels. (Funded by the Italian Foundation for Multiple Sclerosis and others.).

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.

Exome sequencing is an effective strategy for identifying human disease genes. However, this methodology is difficult in late-onset diseases where limited availability of DNA from informative family members prohibits comprehensive segregation analysis. To overcome this limitation, we performed an exome-wide rare variant burden analysis of 363 index cases with familial ALS (FALS). The results revealed an excess of patient variants within TUBA4A, the gene encoding the Tubulin, Alpha 4A protein. Analysis of a further 272 FALS cases and 5,510 internal controls confirmed the overrepresentation as statistically significant and replicable. Functional analyses revealed that TUBA4A mutants destabilize the microtubule network, diminishing its repolymerization capability. These results further emphasize the role of cytoskeletal defects in ALS and demonstrate the power of gene-based rare variant analyses in situations where causal genes cannot be identified through traditional segregation analysis.

Background and objective: We explored which clinical and biochemical variables predict conversion from clinically isolated syndrome (CIS) to clinically definite multiple sclerosis (CDMS) in a large international cohort. Methods: Thirty-three centres provided serum samples from 1047 CIS cases with at least two years’ follow-up. Age, sex, clinical presentation, T2-hyperintense lesions, cerebrospinal fluid (CSF) oligoclonal bands (OCBs), CSF IgG index, CSF cell count, serum 25-hydroxyvitamin D3 (25-OH-D), cotinine and IgG titres against Epstein-Barr nuclear antigen 1 (EBNA-1) and cytomegalovirus were tested for association with risk of CDMS. Results: At median follow-up of 4.31 years, 623 CIS cases converted to CDMS. Predictors of conversion in multivariable analyses were OCB (HR = 2.18, 95% CI = 1.71–2.77, p < 0.001), number of T2 lesions (two to nine lesions vs 0/1 lesions: HR = 1.97, 95% CI = 1.52–2.55, p < 0.001; >9 lesions vs 0/1 lesions: HR = 2.74, 95% CI = 2.04–3.68, p < 0.001) and age at CIS (HR per year inversely increase = 0.98, 95% CI = 0.98–0.99, p < 0.001). Lower 25-OH-D levels were associated with CDMS in univariable analysis, but this was attenuated in the multivariable model. OCB positivity was associated with higher EBNA-1 IgG titres. Conclusions: We validated MRI lesion load, OCB and age at CIS as the strongest independent predictors of conversion to CDMS in this multicentre setting. A role for vitamin D is suggested but requires further investigation.

SUMMARY We exploited genetic information to assess non-genetic influences in autoimmunity. We isolated gene modules whose products physically interact with environmental exposures related to autoimmunity, and analyzed their nominal statistical evidence of association with autoimmune and non-autoimmune diseases in genome-wide association studies (GWAS) data. Epstein Barr virus (EBV) and other Herpesviruses interactomes emerged as specifically associated with multiple sclerosis (MS), possibly under common regulatory mechanisms. Analyses of MS blood and brain transcriptomes, cytofluorimetric studies of endogenous EBV-infected lymphoblastoid lines, and lesion immunohistochemistry, confirmed a dysregulation of MS-associated EBV interactors, suggesting their contribution to CD40 signaling alterations in MS. These interactors resulted enriched in modules from inherited axonopathies-causing genes, supporting a link between EBV and neurodegeneration in MS, in accord with the observed transcriptomic dysregulations in MS brains. They were also enriched with top-ranked pharmaceutical targets prioritized on a genetic basis. This study delineates a disease-specific influence of herpesviruses on MS biology.