Abstract SARS-CoV-2 infection is generally mild or asymptomatic in children but a biological basis for this outcome is unclear. Here we compare antibody and cellular immunity in children (aged 3–11 years) and adults. Antibody responses against spike protein were high in children and seroconversion boosted responses against seasonal Beta-coronaviruses through cross-recognition of the S2 domain. Neutralization of viral variants was comparable between children and adults. Spike-specific T cell responses were more than twice as high in children and were also detected in many seronegative children, indicating pre-existing cross-reactive responses to seasonal coronaviruses. Importantly, children retained antibody and cellular responses 6 months after infection, whereas relative waning occurred in adults. Spike-specific responses were also broadly stable beyond 12 months. Therefore, children generate robust, cross-reactive and sustained immune responses to SARS-CoV-2 with focused specificity for the spike protein. These findings provide insight into the relative clinical protection that occurs in most children and might help to guide the design of pediatric vaccination regimens.

Abstract Biological ageing estimators derived from DNA methylation (DNAm) data are heritable and correlate with morbidity and mortality. Leveraging DNAm and SNP data from >41,000 individuals, we identify 137 genome-wide significant loci (113 novel) from meta-analyses of four epigenetic clocks and epigenetic surrogate markers for granulocyte proportions and plasminogen activator inhibitor 1 levels, respectively. We report strong genetic correlations with longevity and lifestyle factors such as smoking, education, and obesity. Significant associations are observed in polygenic risk score analysis and to a lesser extent in Mendelian randomization analyses. This study illuminates the genetic architecture underlying epigenetic ageing and its shared genetic contributions with lifestyle factors and longevity.

Urinary metabolic profiling is a promising powerful tool to reflect dietary intake and can help understand metabolic alterations in response to diet quality. Here, we used 1 H NMR spectroscopy in a multicountry study in European children (1147 children from 6 different cohorts) and identified a common panel of 4 urinary metabolites (hippurate, N -methylnicotinic acid, urea, and sucrose) that was predictive of Mediterranean diet adherence (KIDMED) and ultra-processed food consumption and also had higher capacity in discriminating children’s diet quality than that of established sociodemographic determinants. Further, we showed that the identified metabolite panel also reflected the associations of these diet quality indicators with C-peptide, a stable and accurate marker of insulin resistance and future risk of metabolic disease. This methodology enables objective assessment of dietary patterns in European child populations, complementary to traditional questionary methods, and can be used in future studies to evaluate diet quality. Moreover, this knowledge can provide mechanistic evidence of common biological pathways that characterize healthy and unhealthy dietary patterns, and diet-related molecular alterations that could associate to metabolic disease.

Abstract Background The identification of expression quantitative trait methylation (eQTMs), defined as associations between DNA methylation levels and gene expression, might help the biological interpretation of epigenome-wide association studies (EWAS). We aimed to identify autosomal cis eQTMs in children’s blood, using data from 832 children of the Human Early Life Exposome (HELIX) project. Methods Blood DNA methylation and gene expression were measured with the Illumina 450K and the Affymetrix HTA v2 arrays, respectively. The relationship between methylation levels and expression of nearby genes (1 Mb window centered at the transcription start site, TSS) was assessed by fitting 13.6 M linear regressions adjusting for sex, age, cohort, and blood cell composition. Results We identified 39,749 blood autosomal cis eQTMs, representing 21,966 unique CpGs (eCpGs, 5.7% of total CpGs) and 8,886 unique transcript clusters (eGenes, 15.3% of total transcript clusters, equivalent to genes). In 87.9% of these cis eQTMs, the eCpG was located at <250 kb from eGene’s TSS; and 58.8% of all eQTMs showed an inverse relationship between the methylation and expression levels. Only around half of the autosomal cis-eQTMs eGenes could be captured through annotation of the eCpG to the closest gene. eCpGs had less measurement error and were enriched for active blood regulatory regions and for CpGs reported to be associated with environmental exposures or phenotypic traits. 40.4% of eQTMs had at least one genetic variant associated with methylation and expression levels. The overlap of autosomal cis eQTMs in children’s blood with those described in adults was small (13.8%), and age-shared cis eQTMs tended to be proximal to the TSS and enriched for genetic variants. Conclusions This catalogue of autosomal cis eQTMs in children’s blood can help the biological interpretation of EWAS findings and is publicly available at https://helixomics.isglobal.org/ . Funding: The study has received funding from the European Community’s Seventh Framework Programme (FP7/2007-206) under grant agreement no 308333 (HELIX project); the H2020-EU.3.1.2. - Preventing Disease Programme under grant agreement no 874583 (ATHLETE project); from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement no 733206 (LIFECYCLE project), and from the European Joint Programming Initiative “A Healthy Diet for a Healthy Life” (JPI HDHL and Instituto de Salud Carlos III) under the grant agreement no AC18/00006 (NutriPROGRAM project). The genotyping was supported by the project PI17/01225, funded by the Instituto de Salud Carlos III and co-funded by European Union (ERDF, “A way to make Europe”) and the Centro Nacional de Genotipado-CEGEN (PRB2-ISCIII).

Abstract Previous genetic and public health research in the Pakistani population has focused on the role of consanguinity in increasing recessive disease risk, but little is known about its recent population history or the effects of endogamy. Here, we investigate fine-scale population structure, history and consanguinity patterns using genetic and questionnaire data from >4,000 British Pakistani individuals, mostly with roots in Azad Kashmir and Punjab. We reveal strong recent population structure driven by the biraderi social stratification system. We find that all subgroups have had low effective population sizes (N e ) over the last 50 generations, with some showing a decrease in N e 15-20 generations ago that has resulted in extensive identity-by-descent sharing and increased homozygosity. Using new theory, we show that the footprint of regions of homozygosity in the two largest subgroups is about twice that expected naively based on the self-reported consanguinity rates and the inferred historical N e trajectory. These results demonstrate the impact of the cultural practices of endogamy and consanguinity on population structure and genomic diversity in British Pakistanis, and have important implications for medical genetic studies.

Abstract Background This investigator-initiated phase II trial aimed to evaluate the efficacy of cabozantinib in combination with nivolumab and ipilimumab (CaboNivoIpi) in previously treated patients with radioactive iodine (RAI)-refractory differentiated thyroid cancer (DTC) (NCT03914300). Methods Eligible patients with RAI-refractory DTC who progressed on 1 prior line of VEGFR-targeted therapy received a 2-week run-in of cabozantinib monotherapy followed by CaboNivoIpi for 4 cycles (cycle length = 6 weeks), followed by cabozantinib plus nivolumab (cycle length = 4 weeks) until disease progression. The primary endpoint was objective response rate (ORR) within the first 6 months of treatment. A Simon optimal 2-stage design allowed for an interim analysis after accrual of 10 evaluable patients. At least 5 responses were needed to proceed to stage 2. Results Among 11 patients enrolled, the median age was 69 years. Prior VEGFR-targeted therapies included lenvatinib, pazopanib, and sorafenib plus everolimus. Median follow-up was 7.9 months. Among 10 evaluable patients, ORR within the first 6 months of treatment was 10% (1 partial response). Median progression-free survival was 9 months [95% CI: 3.0, not reached] and median overall survival was 19.2 months [(95% CI: 4.6, not reached]. Grade 3/4 treatment-related adverse events (AEs) were noted in 55% (6/11) and grade 5 AEs in 18% (2/11) of patients. The most common treatment-related AE was hypertension. The study did not reach its prespecified efficacy threshold. Conclusion CaboNivoIpi had low ORRs and a high rate of grade ≥3 treatment-related AEs. Clinical Trial Registration NCT03914300

Precision Health aims to revolutionize disease prevention by leveraging information across multiple omic datasets (multi-omics). However, existing methods generally do not consider personalized environmental risk factors (e.g., environmental pollutants).

Heterozygous mutations within homozygous sequences descended from a recent common ancestor offer a way to ascertain de novo mutations (DNMs) across multiple generations. Using exome sequences from 3,222 British-Pakistani individuals with high parental relatedness, we estimate a mutation rate of 1.45 ± 0.05 × 10-8 per base pair per generation in autosomal coding sequence, with a corresponding non-crossover gene conversion rate of 8.75 ± 0.05 × 10-6 per base pair per generation. This is at the lower end of exome mutation rates previously estimated in parent-offspring trios, suggesting that post-zygotic mutations contribute little to the human germline mutation rate. We found frequent recurrence of mutations at polymorphic CpG sites, and an increase in C to T mutations in a 5' CCG 3' → 5' CTG 3' context in the Pakistani population compared to Europeans, suggesting that mutational processes have evolved rapidly between human populations.

Cohort profile in a nutshell: East London Genes & Health (ELGH) is a large scale, community genomics and health study (to date >34,000 volunteers; target 100,000 volunteers). ELGH was set up in 2015 to gain deeper understanding of health and disease, and underlying genetic influences, in British-Bangladeshi and British-Pakistani people living in east London. ELGH prioritises studies in areas important to, and identified by, the community it represents. Current priorities include cardiometabolic diseases and mental illness, these being of notably high prevalence and severity. However studies in any scientific area are possible, subject to community advisory group and ethical approval. ELGH combines health data science (using linked UK National Health Service (NHS) electronic health record data) with exome sequencing and SNP array genotyping to elucidate the genetic influence on health and disease, including the contribution from high rates of parental relatedness on rare genetic variation and homozygosity (autozygosity), in two understudied ethnic groups. Linkage to longitudinal health record data enables both retrospective and prospective analyses. Through Stage 2 studies, ELGH offers researchers the opportunity to undertake recall-by-genotype and/or recall-by-phenotype studies on volunteers. Sub-cohort, trial-within-cohort, and other study designs are possible. ELGH is a fully collaborative, open access resource, open to academic and life sciences industry scientific research partners.