Inflammatory bowel disease (IBD) is a chronic gastrointestinal inflammatory disorder that affects millions worldwide. Genome-wide association studies (GWAS) have identified 200 IBD-associated loci, but few have been conclusively resolved to specific functional variants. Here we report fine-mapping of 94 IBD loci using high-density genotyping in 67,852 individuals. Of the 139 independent associations identified in these regions, 18 were pinpointed to a single causal variant with >95% certainty, and an additional 27 associations to a single variant with >50% certainty. These 45 variants are significantly enriched for protein-coding changes (n=13), direct disruption of transcription factor binding sites (n=3) and tissue specific epigenetic marks (n=10), with the latter category showing enrichment in specific immune cells among associations stronger in CD and gut mucosa among associations stronger in UC. The results of this study suggest that high-resolution, fine-mapping in large samples can convert many GWAS discoveries into statistically convincing causal variants, providing a powerful substrate for experimental elucidation of disease mechanisms.

Schizophrenia (SCZ) and bipolar disorder (BD) are highly heritable disorders that share a significant proportion of common risk variation. Understanding the genetic factors underlying the specific symptoms of these disorders will be crucial for improving diagnosis, intervention and treatment. In case-control data consisting of 53,555 cases (20,129 BD, 33,426 SCZ) and 54,065 controls, we identified 114 genome-wide significant loci (GWS) when comparing all cases to controls, of which 41 represented novel findings. Two genome-wide significant loci were identified when comparing SCZ to BD and a third was found when directly incorporating functional information. Regional joint association identified a genomic region of overlapping association in BD and SCZ with disease-independent causal variants indicating a fourth region contributing to differences between these disorders. Regional SNP-heritability analyses demonstrated that the estimated heritability of BD based on the SCZ GWS regions was significantly higher than that based on the average genomic region (91 regions, p = 1.2x10-6) while the inverse was not significant (19 regions, p=0.89). Using our BD and SCZ GWAS we calculated polygenic risk scores and identified several significant correlations with: 1) SCZ subphenotypes: negative symptoms (SCZ, p=3.6x10-6) and manic symptoms (BD, p=2x10-5), 2) BD subphenotypes: psychotic features (SCZ p=1.2x10-10, BD p=5.3x10-5) and age of onset (SCZ p=7.9x10-4). Finally, we show that psychotic features in BD has significant SNP-heritability (h2snp=0.15, SE=0.06), and a significant genetic correlation with SCZ (rg=0.34) in addition there is a significant sign test result between SCZ GWAS and a GWAS of BD cases contrasting those with and without psychotic features (p=0.0038, one-side binomial test). For the first time, we have identified specific loci pointing to a potential role of 4 genes (DARS2, ARFGEF2, DCAKD and GATAD2A) that distinguish between BD and SCZ, providing an opportunity to understand the biology contributing to clinical differences of these disorders. Our results provide the best evidence so far of genomic components distinguishing between BD and SCZ that contribute directly to specific symptom dimensions.

In order to further resolve the genetic architecture of the inflammatory bowel diseases, ulcerative colitis and Crohn′s disease, we sequenced the whole genomes of 4,280 patients at low coverage, and compared them to 3,652 previously sequenced population controls across 73.5 million variants. To increase power we imputed from these sequences into new and existing GWAS cohorts, and tested for association at ~12 million variants in a total of 16,432 cases and 18,843 controls. We discovered a 0.6% frequency missense variant in ADCY7 that doubles risk of ulcerative colitis, and offers insight into a new aspect of disease biology. Despite good statistical power, we did not identify any other new low-frequency risk variants, and found that such variants as a class explained little heritability. We did detect a burden of very rare, damaging missense variants in known Crohn′s disease risk genes, suggesting that more comprehensive sequencing studies will continue to improve our understanding of the biology of complex diseases.

Genetic association studies have identified 210 risk loci for inflammatory bowel disease, which have revealed fundamental aspects of the molecular biology of the disease, including the roles of autophagy and Th17 cell signaling and development. We performed a genome-wide association study of 25,305 individuals, and meta-analyzed with published summary statistics, yielding a total sample size of 59,957 subjects. We identified 26 new genome-wide significant loci, three of which contain integrin genes that encode molecules in pathways identified as important therapeutic targets in inflammatory bowel disease. The associated variants are also correlated with expression changes in response to immune stimulus at two of these genes (ITGA4, ITGB8) and at two previously implicated integrin loci (ITGAL, ICAM1). In all four cases, the stimulus-dependent expression increasing allele also increases disease risk. We applied summary statistic fine-mapping and identified likely causal missense variants in the primary immune deficiency gene PLCG2 and the negative regulator of inflammation, SLAMF8. Our results demonstrate that new common variant associations continue to identify genes and pathways of relevance to therapeutic target identification and prioritization.

Background and aims: Although genome-wide association studies (GWAS) in inflammatory bowel disease (IBD) have identified a large number of common disease susceptibility alleles for both Crohn's disease (CD) and ulcerative colitis (UC), a substantial fraction of IBD heritability remains unexplained, suggesting that rare coding genetic variants may also have a role in pathogenesis. We used high-throughput sequencing in families with multiple cases of IBD, followed by genotyping of cases and controls, to investigate whether rare protein altering genetic variants are associated with susceptibility to IBD. Methods: Whole exome sequencing was carried out in 10 families in which 3 or more individuals were affected with IBD. A stepwise filtering approach was applied to exome variants to identify potential causal variants. Follow-up genotyping was performed in 6,025 IBD cases (2,948 CD; 3,077 UC) and 7,238 controls. Results: Our exome variant analysis revealed coding variants in the NLRP7 gene that were present in affected individuals in two distinct families. Genotyping of the two variants, p.S361L and p.R801H, in IBD cases and controls showed that the p.S361L variant was significantly associated with an increased risk of ulcerative colitis (odds ratio 4.79, p=0.0039) and IBD (odds ratio 3.17, p=0.037). A combined analysis of both variants showed suggestive association with an increased risk of IBD (odds ratio 2.77, p=0.018). Conclusions: The results suggest that NLRP7 signalling and inflammasome formation may be a significant component in the pathogenesis of IBD.