Genes overlap across psychiatric disease Many genome-wide studies have examined genes associated with a range of neuropsychiatric disorders. However, the degree to which the genetic underpinnings of these diseases differ or overlap is unknown. Gandal et al. performed meta-analyses of transcriptomic studies covering five major psychiatric disorders and compared cases and controls to identify coexpressed gene modules. From this, they found that some psychiatric disorders share global gene expression patterns. This overlap in polygenic traits in neuropsychiatric disorders may allow for better diagnosis and treatment. Science , this issue p. 693

Genomic stability is critical for the clinical use of human embryonic and induced pluripotent stem cells. We performed high-resolution SNP (single-nucleotide polymorphism) analysis on 186 pluripotent and 119 nonpluripotent samples. We report a higher frequency of subchromosomal copy number variations in pluripotent samples compared to nonpluripotent samples, with variations enriched in specific genomic regions. The distribution of these variations differed between hESCs and hiPSCs, characterized by large numbers of duplications found in a few hESC samples and moderate numbers of deletions distributed across many hiPSC samples. For hiPSCs, the reprogramming process was associated with deletions of tumor-suppressor genes, whereas time in culture was associated with duplications of oncogenic genes. We also observed duplications that arose during a differentiation protocol. Our results illustrate the dynamic nature of genomic abnormalities in pluripotent stem cells and the need for frequent genomic monitoring to assure phenotypic stability and clinical safety.

The highly complex structure of the human brain is strongly shaped by genetic influences. Subcortical brain regions form circuits with cortical areas to coordinate movement, learning, memory and motivation, and altered circuits can lead to abnormal behaviour and disease. To investigate how common genetic variants affect the structure of these brain regions, here we conduct genome-wide association studies of the volumes of seven subcortical regions and the intracranial volume derived from magnetic resonance images of 30,717 individuals from 50 cohorts. We identify five novel genetic variants influencing the volumes of the putamen and caudate nucleus. We also find stronger evidence for three loci with previously established influences on hippocampal volume and intracranial volume. These variants show specific volumetric effects on brain structures rather than global effects across structures. The strongest effects were found for the putamen, where a novel intergenic locus with replicable influence on volume (rs945270; P = 1.08 × 10(-33); 0.52% variance explained) showed evidence of altering the expression of the KTN1 gene in both brain and blood tissue. Variants influencing putamen volume clustered near developmental genes that regulate apoptosis, axon guidance and vesicle transport. Identification of these genetic variants provides insight into the causes of variability in human brain development, and may help to determine mechanisms of neuropsychiatric dysfunction.

Circulating proteins are vital in human health and disease and are frequently used as biomarkers for clinical decision-making or as targets for pharmacological intervention. Here, we map and replicate protein quantitative trait loci (pQTL) for 90 cardiovascular proteins in over 30,000 individuals, resulting in 451 pQTLs for 85 proteins. For each protein, we further perform pathway mapping to obtain trans-pQTL gene and regulatory designations. We substantiate these regulatory findings with orthogonal evidence for trans-pQTLs using mouse knockdown experiments (ABCA1 and TRIB1) and clinical trial results (chemokine receptors CCR2 and CCR5), with consistent regulation. Finally, we evaluate known drug targets, and suggest new target candidates or repositioning opportunities using Mendelian randomization. This identifies 11 proteins with causal evidence of involvement in human disease that have not previously been targeted, including EGF, IL-16, PAPPA, SPON1, F3, ADM, CASP-8, CHI3L1, CXCL16, GDF15 and MMP-12. Taken together, these findings demonstrate the utility of large-scale mapping of the genetics of the proteome and provide a resource for future precision studies of circulating proteins in human health. Folkersen et al. report the first results from the SCALLOP consortium, a collaborative framework for pQTL mapping and biomarker analysis of proteins on the Olink platform. A total of 315 primary and 136 secondary pQTLs for 85 circulating cardiovascular proteins from over 30,000 individuals were identified and replicated to yield new insights for translational studies and drug development.

Several lines of evidence suggest that genome-wide association studies (GWASs) have the potential to explain more of the “missing heritability” of common complex phenotypes. However, reliable methods for identifying a larger proportion of SNPs are currently lacking. Here, we present a genetic-pleiotropy-informed method for improving gene discovery with the use of GWAS summary-statistics data. We applied this methodology to identify additional loci associated with schizophrenia (SCZ), a highly heritable disorder with significant missing heritability. Epidemiological and clinical studies suggest comorbidity between SCZ and cardiovascular-disease (CVD) risk factors, including systolic blood pressure, triglycerides, low- and high-density lipoprotein, body mass index, waist-to-hip ratio, and type 2 diabetes. Using stratified quantile-quantile plots, we show enrichment of SNPs associated with SCZ as a function of the association with several CVD risk factors and a corresponding reduction in false discovery rate (FDR). We validate this “pleiotropic enrichment” by demonstrating increased replication rate across independent SCZ substudies. Applying the stratified FDR method, we identified 25 loci associated with SCZ at a conditional FDR level of 0.01. Of these, ten loci are associated with both SCZ and CVD risk factors, mainly triglycerides and low- and high-density lipoproteins but also waist-to-hip ratio, systolic blood pressure, and body mass index. Together, these findings suggest the feasibility of using genetic-pleiotropy-informed methods for improving gene discovery in SCZ and identifying potential mechanistic relationships with various CVD risk factors. Several lines of evidence suggest that genome-wide association studies (GWASs) have the potential to explain more of the “missing heritability” of common complex phenotypes. However, reliable methods for identifying a larger proportion of SNPs are currently lacking. Here, we present a genetic-pleiotropy-informed method for improving gene discovery with the use of GWAS summary-statistics data. We applied this methodology to identify additional loci associated with schizophrenia (SCZ), a highly heritable disorder with significant missing heritability. Epidemiological and clinical studies suggest comorbidity between SCZ and cardiovascular-disease (CVD) risk factors, including systolic blood pressure, triglycerides, low- and high-density lipoprotein, body mass index, waist-to-hip ratio, and type 2 diabetes. Using stratified quantile-quantile plots, we show enrichment of SNPs associated with SCZ as a function of the association with several CVD risk factors and a corresponding reduction in false discovery rate (FDR). We validate this “pleiotropic enrichment” by demonstrating increased replication rate across independent SCZ substudies. Applying the stratified FDR method, we identified 25 loci associated with SCZ at a conditional FDR level of 0.01. Of these, ten loci are associated with both SCZ and CVD risk factors, mainly triglycerides and low- and high-density lipoproteins but also waist-to-hip ratio, systolic blood pressure, and body mass index. Together, these findings suggest the feasibility of using genetic-pleiotropy-informed methods for improving gene discovery in SCZ and identifying potential mechanistic relationships with various CVD risk factors.

Importance

 Individuals with mental disorders often develop comorbidity over time. Past studies of comorbidity have often restricted analyses to a subset of disorders and few studies have provided absolute risks of later comorbidity. 

Objectives

 To undertake a comprehensive study of comorbidity within mental disorders, by providing temporally ordered age- and sex-specific pairwise estimates between the major groups of mental disorders, and to develop an interactive website to visualize all results and guide future research and clinical practice. 

Design, Setting, and Participants

 This population-based cohort study included all individuals born in Denmark between January 1, 1900, and December 31, 2015, and living in the country between January 1, 2000, and December 31, 2016. The analyses were conducted between June 2017 and May 2018. 

Main Outcomes and Measures

 Danish health registers were used to identify mental disorders, which were examined within the broad 10-levelInternational Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems, 10th Revision, subchapter groups (eg, codes F00-F09 and F10-F19). For each temporally ordered pair of disorders, overall and lagged hazard ratios and 95% CIs were calculated using Cox proportional hazards regression models. Absolute risks were estimated using competing risks survival analyses. Estimates for each sex were generated. 

Results

 A total of 5 940 778 persons were included in this study (2 958 293 men and 2 982 485 women; mean [SD] age at beginning of follow-up, 32.1 [25.4] years). They were followed up for 83.9 million person-years. All mental disorders were associated with an increased risk of all other mental disorders when adjusting for sex, age, and calendar time (hazard ratios ranging from 2.0 [95% CI, 1.7-2.4] for prior intellectual disabilities and later eating disorders to 48.6 [95% CI, 46.6-50.7] for prior developmental disorders and later intellectual disabilities). The hazard ratios were temporally patterned, with higher estimates during the first year after the onset of the first disorder, but with persistently elevated rates during the entire observation period. Some disorders were associated with substantial absolute risks of developing specific later disorders (eg, 30.6% [95% CI, 29.3%-32.0%] of men and 38.4% [95% CI, 37.5%-39.4%] of women with a diagnosis of mood disorders before age 20 years developed neurotic disorders within the following 5 years). 

Conclusions and Relevance

 Comorbidity within mental disorders is pervasive, and the risk persists over time. This study provides disorder-, sex-, and age-specific relative and absolute risks of the comorbidity of mental disorders. Web-based interactive data visualization tools are provided for clinical utility.

Chi-Hua Chen and colleagues report a GWAS for five personality traits and identify four loci associated with extraversion and two associated with neuroticism at genome-wide significance. They find that the five personality traits are genetically correlated and identify genetic correlations between personality traits and psychiatric disorders. Personality is influenced by genetic and environmental factors1 and associated with mental health. However, the underlying genetic determinants are largely unknown. We identified six genetic loci, including five novel loci2,3, significantly associated with personality traits in a meta-analysis of genome-wide association studies (N = 123,132–260,861). Of these genome-wide significant loci, extraversion was associated with variants in WSCD2 and near PCDH15, and neuroticism with variants on chromosome 8p23.1 and in L3MBTL2. We performed a principal component analysis to extract major dimensions underlying genetic variations among five personality traits and six psychiatric disorders (N = 5,422–18,759). The first genetic dimension separated personality traits and psychiatric disorders, except that neuroticism and openness to experience were clustered with the disorders. High genetic correlations were found between extraversion and attention-deficit–hyperactivity disorder (ADHD) and between openness and schizophrenia and bipolar disorder. The second genetic dimension was closely aligned with extraversion–introversion and grouped neuroticism with internalizing psychopathology (e.g., depression or anxiety).

Background Identifying individuals at risk for developing Alzheimer disease (AD) is of utmost importance. Although genetic studies have identified AD-associated SNPs in APOE and other genes, genetic information has not been integrated into an epidemiological framework for risk prediction. Methods and findings Using genotype data from 17,008 AD cases and 37,154 controls from the International Genomics of Alzheimer’s Project (IGAP Stage 1), we identified AD-associated SNPs (at p < 10−5). We then integrated these AD-associated SNPs into a Cox proportional hazard model using genotype data from a subset of 6,409 AD patients and 9,386 older controls from Phase 1 of the Alzheimer’s Disease Genetics Consortium (ADGC), providing a polygenic hazard score (PHS) for each participant. By combining population-based incidence rates and the genotype-derived PHS for each individual, we derived estimates of instantaneous risk for developing AD, based on genotype and age, and tested replication in multiple independent cohorts (ADGC Phase 2, National Institute on Aging Alzheimer’s Disease Center [NIA ADC], and Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative [ADNI], total n = 20,680). Within the ADGC Phase 1 cohort, individuals in the highest PHS quartile developed AD at a considerably lower age and had the highest yearly AD incidence rate. Among APOE ε3/3 individuals, the PHS modified expected age of AD onset by more than 10 y between the lowest and highest deciles (hazard ratio 3.34, 95% CI 2.62–4.24, p = 1.0 × 10−22). In independent cohorts, the PHS strongly predicted empirical age of AD onset (ADGC Phase 2, r = 0.90, p = 1.1 × 10−26) and longitudinal progression from normal aging to AD (NIA ADC, Cochran–Armitage trend test, p = 1.5 × 10−10), and was associated with neuropathology (NIA ADC, Braak stage of neurofibrillary tangles, p = 3.9 × 10−6, and Consortium to Establish a Registry for Alzheimer’s Disease score for neuritic plaques, p = 6.8 × 10−6) and in vivo markers of AD neurodegeneration (ADNI, volume loss within the entorhinal cortex, p = 6.3 × 10−6, and hippocampus, p = 7.9 × 10−5). Additional prospective validation of these results in non-US, non-white, and prospective community-based cohorts is necessary before clinical use. Conclusions We have developed a PHS for quantifying individual differences in age-specific genetic risk for AD. Within the cohorts studied here, polygenic architecture plays an important role in modifying AD risk beyond APOE. With thorough validation, quantification of inherited genetic variation may prove useful for stratifying AD risk and as an enrichment strategy in therapeutic trials.

Several lines of evidence suggest that genome-wide association studies (GWAS) have the potential to explain more of the “missing heritability” of common complex phenotypes. However, reliable methods to identify a larger proportion of single nucleotide polymorphisms (SNPs) that impact disease risk are currently lacking. Here, we use a genetic pleiotropy-informed conditional false discovery rate (FDR) method on GWAS summary statistics data to identify new loci associated with schizophrenia (SCZ) and bipolar disorders (BD), two highly heritable disorders with significant missing heritability. Epidemiological and clinical evidence suggest similar disease characteristics and overlapping genes between SCZ and BD. Here, we computed conditional Q–Q curves of data from the Psychiatric Genome Consortium (SCZ; n = 9,379 cases and n = 7,736 controls; BD: n = 6,990 cases and n = 4,820 controls) to show enrichment of SNPs associated with SCZ as a function of association with BD and vice versa with a corresponding reduction in FDR. Applying the conditional FDR method, we identified 58 loci associated with SCZ and 35 loci associated with BD below the conditional FDR level of 0.05. Of these, 14 loci were associated with both SCZ and BD (conjunction FDR). Together, these findings show the feasibility of genetic pleiotropy-informed methods to improve gene discovery in SCZ and BD and indicate overlapping genetic mechanisms between these two disorders.

Persons with mental disorders are at a higher risk than the general population for the subsequent development of certain medical conditions.