The Million Veteran Program (MVP) was established in 2011 as a national research initiative to determine how genetic variation influences the health of US military veterans. Here we genotyped 312,571 MVP participants using a custom biobank array and linked the genetic data to laboratory and clinical phenotypes extracted from electronic health records covering a median of 10.0 years of follow-up. Among 297,626 veterans with at least one blood lipid measurement, including 57,332 black and 24,743 Hispanic participants, we tested up to around 32 million variants for association with lipid levels and identified 118 novel genome-wide significant loci after meta-analysis with data from the Global Lipids Genetics Consortium (total n > 600,000). Through a focus on mutations predicted to result in a loss of gene function and a phenome-wide association study, we propose novel indications for pharmaceutical inhibitors targeting PCSK9 (abdominal aortic aneurysm), ANGPTL4 (type 2 diabetes) and PDE3B (triglycerides and coronary disease). Analysis of genetic data and blood lipid measurements from over 300,000 participants in the Million Veteran Program identifies new associations for blood lipid traits.

John Chambers and colleagues report a genome-wide association study for markers of liver function. They identify 42 loci associated with concentrations of one or more liver enzymes in plasma, and use a range of functional genomic analyses to suggest candidate genes at these loci. Concentrations of liver enzymes in plasma are widely used as indicators of liver disease. We carried out a genome-wide association study in 61,089 individuals, identifying 42 loci associated with concentrations of liver enzymes in plasma, of which 32 are new associations (P = 10−8 to P = 10−190). We used functional genomic approaches including metabonomic profiling and gene expression analyses to identify probable candidate genes at these regions. We identified 69 candidate genes, including genes involved in biliary transport (ATP8B1 and ABCB11), glucose, carbohydrate and lipid metabolism (FADS1, FADS2, GCKR, JMJD1C, HNF1A, MLXIPL, PNPLA3, PPP1R3B, SLC2A2 and TRIB1), glycoprotein biosynthesis and cell surface glycobiology (ABO, ASGR1, FUT2, GPLD1 and ST3GAL4), inflammation and immunity (CD276, CDH6, GCKR, HNF1A, HPR, ITGA1, RORA and STAT4) and glutathione metabolism (GSTT1, GSTT2 and GGT), as well as several genes of uncertain or unknown function (including ABHD12, EFHD1, EFNA1, EPHA2, MICAL3 and ZNF827). Our results provide new insight into genetic mechanisms and pathways influencing markers of liver function.

We screened variants on an exome-focused genotyping array in >300,000 participants (replication in >280,000 participants) and identified 444 independent variants in 250 loci significantly associated with total cholesterol (TC), high-density-lipoprotein cholesterol (HDL-C), low-density-lipoprotein cholesterol (LDL-C), and/or triglycerides (TG). At two loci (JAK2 and A1CF), experimental analysis in mice showed lipid changes consistent with the human data. We also found that: (i) beta-thalassemia trait carriers displayed lower TC and were protected from coronary artery disease (CAD); (ii) excluding the CETP locus, there was not a predictable relationship between plasma HDL-C and risk for age-related macular degeneration; (iii) only some mechanisms of lowering LDL-C appeared to increase risk for type 2 diabetes (T2D); and (iv) TG-lowering alleles involved in hepatic production of TG-rich lipoproteins (TM6SF2 and PNPLA3) tracked with higher liver fat, higher risk for T2D, and lower risk for CAD, whereas TG-lowering alleles involved in peripheral lipolysis (LPL and ANGPTL4) had no effect on liver fat but decreased risks for both T2D and CAD.

Abstract Alcohol consumption level and alcohol use disorder (AUD) diagnosis are moderately heritable traits. We conduct genome-wide association studies of these traits using longitudinal Alcohol Use Disorder Identification Test-Consumption (AUDIT-C) scores and AUD diagnoses in a multi-ancestry Million Veteran Program sample ( N = 274,424). We identify 18 genome-wide significant loci: 5 associated with both traits, 8 associated with AUDIT-C only, and 5 associated with AUD diagnosis only. Polygenic Risk Scores (PRS) for both traits are associated with alcohol-related disorders in two independent samples. Although a significant genetic correlation reflects the overlap between the traits, genetic correlations for 188 non-alcohol-related traits differ significantly for the two traits, as do the phenotypes associated with the traits’ PRS. Cell type group partitioning heritability enrichment analyses also differentiate the two traits. We conclude that, although heavy drinking is a key risk factor for AUD, it is not a sufficient cause of the disorder.

Genome-wide association studies (GWASs) implicate the PHACTR1 locus (6p24) in risk for five vascular diseases, including coronary artery disease, migraine headache, cervical artery dissection, fibromuscular dysplasia, and hypertension. Through genetic fine mapping, we prioritized rs9349379, a common SNP in the third intron of the PHACTR1 gene, as the putative causal variant. Epigenomic data from human tissue revealed an enhancer signature at rs9349379 exclusively in aorta, suggesting a regulatory function for this SNP in the vasculature. CRISPR-edited stem cell-derived endothelial cells demonstrate rs9349379 regulates expression of endothelin 1 (EDN1), a gene located 600 kb upstream of PHACTR1. The known physiologic effects of EDN1 on the vasculature may explain the pattern of risk for the five associated diseases. Overall, these data illustrate the integration of genetic, phenotypic, and epigenetic analysis to identify the biologic mechanism by which a common, non-coding variant can distally regulate a gene and contribute to the pathogenesis of multiple vascular diseases.

Familial combined hypolipidemia, a Mendelian condition characterized by substantial reductions in all 3 major lipid fractions, is caused by mutations that inactivate the gene angiopoietin-like 3 (ANGPTL3). Whether ANGPTL3 deficiency reduces risk of coronary artery disease (CAD) is unknown.The study goal was to leverage 3 distinct lines of evidence-a family that included individuals with complete (compound heterozygote) ANGPTL3 deficiency, a population based-study of humans with partial (heterozygote) ANGPTL3 deficiency, and biomarker levels in patients with myocardial infarction (MI)-to test whether ANGPTL3 deficiency is associated with lower risk for CAD.We assessed coronary atherosclerotic burden in 3 individuals with complete ANGPTL3 deficiency and 3 wild-type first-degree relatives using computed tomography angiography. In the population, ANGPTL3 loss-of-function (LOF) mutations were ascertained in up to 21,980 people with CAD and 158,200 control subjects. LOF mutations were defined as nonsense, frameshift, and splice-site variants, along with missense variants resulting in <25% of wild-type ANGPTL3 activity in a mouse model. In a biomarker study, circulating ANGPTL3 concentration was measured in 1,493 people who presented with MI and 3,232 control subjects.The 3 individuals with complete ANGPTL3 deficiency showed no evidence of coronary atherosclerotic plaque. ANGPTL3 gene sequencing demonstrated that approximately 1 in 309 people was a heterozygous carrier for an LOF mutation. Compared with those without mutation, heterozygous carriers of ANGPTL3 LOF mutations demonstrated a 17% reduction in circulating triglycerides and a 12% reduction in low-density lipoprotein cholesterol. Carrier status was associated with a 34% reduction in odds of CAD (odds ratio: 0.66; 95% confidence interval: 0.44 to 0.98; p = 0.04). Individuals in the lowest tertile of circulating ANGPTL3 concentrations, compared with the highest, had reduced odds of MI (adjusted odds ratio: 0.65; 95% confidence interval: 0.55 to 0.77; p < 0.001).ANGPTL3 deficiency is associated with protection from CAD.

In this trans-ethnic multi-omic study, we reinterpret the genetic architecture of blood pressure to identify genes, tissues, phenomes and medication contexts of blood pressure homeostasis. We discovered 208 novel common blood pressure SNPs and 53 rare variants in genome-wide association studies of systolic, diastolic and pulse pressure in up to 776,078 participants from the Million Veteran Program (MVP) and collaborating studies, with analysis of the blood pressure clinical phenome in MVP. Our transcriptome-wide association study detected 4,043 blood pressure associations with genetically predicted gene expression of 840 genes in 45 tissues, and mouse renal single-cell RNA sequencing identified upregulated blood pressure genes in kidney tubule cells. Analysis of blood pressure data from the Million Veteran Program trans-ethnic cohort identifies common and rare variants, and genetically predicted gene expression across multiple tissues associated with systolic, diastolic and pulse pressure in over 775,000 individuals.

Importance

 In observational studies, abdominal adiposity has been associated with type 2 diabetes and coronary heart disease (CHD). Whether these associations represent causal relationships remains uncertain. 

Objective

 To test the association of a polygenic risk score for waist-to-hip ratio (WHR) adjusted for body mass index (BMI), a measure of abdominal adiposity, with type 2 diabetes and CHD through the potential intermediates of blood lipids, blood pressure, and glycemic phenotypes. 

Design, Setting, and Participants

 A polygenic risk score for WHR adjusted for BMI, a measure of genetic predisposition to abdominal adiposity, was constructed with 48 single-nucleotide polymorphisms. The association of this score with cardiometabolic traits, type 2 diabetes, and CHD was tested in a mendelian randomization analysis that combined case-control and cross-sectional data sets. Estimates for cardiometabolic traits were based on a combined data set consisting of summary results from 4 genome-wide association studies conducted from 2007 to 2015, including up to 322 154 participants, as well as individual-level, cross-sectional data from the UK Biobank collected from 2007-2011, including 111 986 individuals. Estimates for type 2 diabetes and CHD were derived from summary statistics of 2 separate genome-wide association studies conducted from 2007 to 2015 and including 149 821 individuals and 184 305 individuals, respectively, combined with individual-level data from the UK Biobank. 

Exposures

 Genetic predisposition to increased WHR adjusted for BMI. 

Main Outcomes and Measures

 Type 2 diabetes and CHD. 

Results

 Among 111 986 individuals in the UK Biobank, the mean age was 57 (SD, 8) years, 58 845 participants (52.5%) were women, and mean WHR was 0.875. Analysis of summary-level genome-wide association study results and individual-level UK Biobank data demonstrated that a 1-SD increase in WHR adjusted for BMI mediated by the polygenic risk score was associated with 27-mg/dL higher triglyceride levels, 4.1-mg/dL higher 2-hour glucose levels, and 2.1–mm Hg higher systolic blood pressure (eachP < .001). A 1-SD genetic increase in WHR adjusted for BMI was also associated with a higher risk of type 2 diabetes (odds ratio, 1.77 [95% CI, 1.57-2.00]; absolute risk increase per 1000 participant-years, 6.0 [95% CI, CI, 4.4-7.8]; number of participants with type 2 diabetes outcome, 40 530) and CHD (odds ratio, 1.46 [95% CI, 1.32-1.62]; absolute risk increase per 1000 participant-years, 1.8 [95% CI, 1.3-2.4]; number of participants with CHD outcome, 66 440). 

Conclusions and Relevance

 A genetic predisposition to higher waist-to-hip ratio adjusted for body mass index was associated with increased risk of type 2 diabetes and coronary heart disease. These results provide evidence supportive of a causal association between abdominal adiposity and these outcomes.

Importance

 Recent guidelines endorse using history of menopause before age 40 years to refine atherosclerotic cardiovascular disease risk assessments among middle-aged women. Robust data on cardiovascular disease risk in this population are lacking. 

Objective

 To examine the development of cardiovascular diseases and cardiovascular risk factors in women with natural and surgical menopause before age 40 years. 

Design, Setting, and Participants

 Cohort study (UK Biobank), with adult residents of the United Kingdom recruited between 2006 and 2010. Of women who were 40 to 69 years old and postmenopausal at study enrollment, 144 260 were eligible for inclusion. Follow-up occurred through August 2016. 

Exposures

 Natural premature menopause (menopause before age 40 without oophorectomy) and surgical premature menopause (bilateral oophorectomy before age 40). Postmenopausal women without premature menopause served as the reference group. 

Main Outcomes and Measures

 The primary outcome was a composite of incident coronary artery disease, heart failure, aortic stenosis, mitral regurgitation, atrial fibrillation, ischemic stroke, peripheral artery disease, and venous thromboembolism. Secondary outcomes included individual components of the primary outcome, incident hypertension, hyperlipidemia, and type 2 diabetes. 

Results

 Of 144 260 postmenopausal women included (mean [SD] age at enrollment, 59.9 [5.4] years), 4904 (3.4%) had natural premature menopause and 644 (0.4%) had surgical premature menopause. Participants were followed up for a median of 7 years (interquartile range, 6.3-7.7). The primary outcome occurred in 5415 women (3.9%) with no premature menopause (incidence, 5.70/1000 woman-years), 292 women (6.0%) with natural premature menopause (incidence, 8.78/1000 woman-years) (difference vs no premature menopause, +3.08/1000 woman-years [95% CI, 2.06-4.10];P < .001), and 49 women (7.6%) with surgical premature menopause (incidence, 11.27/1000 woman-years) (difference vs no premature menopause, +5.57/1000 woman-years [95% CI, 2.41-8.73];P < .001). For the primary outcome, natural and surgical premature menopause were associated with hazard ratios of 1.36 (95% CI, 1.19-1.56;P < .001) and 1.87 (95% CI, 1.36-2.58;P < .001), respectively, after adjustment for conventional cardiovascular disease risk factors and use of menopausal hormone therapy. 

Conclusions and Relevance

 Natural and surgical premature menopause (before age 40 years) were associated with a small but statistically significant increased risk for a composite of cardiovascular diseases among postmenopausal women. Further research is needed to understand the mechanisms underlying these associations.

ABSTRACT Common SNPs are predicted to collectively explain 40-50% of phenotypic variation in human height, but identifying the specific variants and associated regions requires huge sample sizes. Here we show, using GWAS data from 5.4 million individuals of diverse ancestries, that 12,111 independent SNPs that are significantly associated with height account for nearly all of the common SNP-based heritability. These SNPs are clustered within 7,209 non-overlapping genomic segments with a median size of ~90 kb, covering ~21% of the genome. The density of independent associations varies across the genome and the regions of elevated density are enriched for biologically relevant genes. In out-of-sample estimation and prediction, the 12,111 SNPs account for 40% of phenotypic variance in European ancestry populations but only ~10%-20% in other ancestries. Effect sizes, associated regions, and gene prioritization are similar across ancestries, indicating that reduced prediction accuracy is likely explained by linkage disequilibrium and allele frequency differences within associated regions. Finally, we show that the relevant biological pathways are detectable with smaller sample sizes than needed to implicate causal genes and variants. Overall, this study, the largest GWAS to date, provides an unprecedented saturated map of specific genomic regions containing the vast majority of common height-associated variants.