Abstract Schizophrenia is a clinically heterogeneous disorder. Proposed revisions in DSM - 5 included dimensional measurement of different symptom domains. We sought to identify common genetic variants influencing these dimensions, and confirm a previous association between polygenic risk of schizophrenia and the severity of negative symptoms. The Psychiatric Genomics Consortium study of schizophrenia comprised 8,432 cases of European ancestry with available clinical phenotype data. Symptoms averaged over the course of illness were assessed using the OPCRIT, PANSS, LDPS, SCAN, SCID, and CASH . Factor analyses of each constituent PGC study identified positive, negative, manic, and depressive symptom dimensions. We examined the relationship between the resultant symptom dimensions and aggregate polygenic risk scores indexing risk of schizophrenia. We performed genome - wide association study ( GWAS ) of each quantitative traits using linear regression and adjusting for significant effects of sex and ancestry. The negative symptom factor was significantly associated with polygene risk scores for schizophrenia, confirming a previous, suggestive finding by our group in a smaller sample, though explaining only a small fraction of the variance. In subsequent GWAS , we observed the strongest evidence of association for the positive and negative symptom factors, with SNPs in RFX8 on 2q11.2 (P = 6.27×10 -8 ) and upstream of WDR72 / UNC13C on 15q21.3 ( P = 7.59×10 -8 ), respectively. We report evidence of association of novel modifier loci for schizophrenia, though no single locus attained established genome - wide significance criteria. As this may have been due to insufficient statistical power, follow - up in additional samples is warranted. Importantly, we replicated our previous finding that polygenic risk explains at least some of the variance in negative symptoms, a core illness dimension.

Abstract Substantial genetic liability is shared across psychiatric disorders but less is known about risk variants that are specific to a given disorder. We used multi-trait conditional and joint analysis (mtCOJO) to adjust GWAS summary statistics of one disorder for the effects of genetically correlated traits to identify putative disorder-specific SNP associations. We applied mtCOJO to summary statistics for five psychiatric disorders from the Psychiatric Genomics Consortium – schizophrenia (SCZ), bipolar disorder (BIP), major depression (MD), attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) and autism (AUT). Most genom-wide significant variants for these disorders had evidence of pleiotropy (i.e., impact on multiple psychiatric disorders) and hence have reduced mtCOJO conditional effect sizes. However, subsets of genome-wide significant variants had larger conditional effect sizes consistent with disorder-specific effects: 15 of 130 genome-wide significant variants for schizophrenia, 5 of 40 for major depression, 3 of 11 for ADHD and 1 of 2 for autism. In addition, we identified a number of variants that approached genome-wide significance in the original GWAS and have larger conditional effect sizes after conditioning on the other disorders. We show that decreased expression of VPS29 in the brain may increase risk to SCZ only and increased expression of CSE1L is associated with SCZ and MD, but not with BIP. Likewise, decreased expression of PCDHA7 in the brain is linked to increased risk of MD but decreased risk of SCZ and BIP.

Abstract Schizophrenia is a highly polygenic disorder with important contributions coming from both common and rare risk alleles, the latter including CNVs and rare coding variants (RCVs), sometimes occurring as de novo variants (DNVs). We performed DNV analysis in whole exome-sequencing data obtained from a new sample of 613 schizophrenia trios, and combined this with published data for a total of 3,444 trios. Loss-of-function (LoF) DNVs were significantly enriched among 3,488 LoF intolerant genes in our new trio data (rate ratio (RR) (95% CI) = 2.23 (1.31, 3.79); p = 2.2 × 10 −3 ), supporting previous findings. In the full dataset, genes associated with neurodevelopmental disorders (NDD; n=160) were significantly enriched for LoF DNVs (RR (95% CI) = 3.32 (2.0, 5.21); p = 7.4 × 10 −6 ). Within this set of NDD genes, SLC6A1 , encoding a gamma-aminobutyric acid transporter, was associated with missense-damaging DNVs ( p = 5.2 × 10 −5 ). Using data from a subset of 1,122 trios for which we had genome-wide common variant data, schizophrenia polygenic risk was significantly over-transmitted to probands ( p = 2.6 × 10 −60 ), as was bipolar disorder common variant polygenic risk ( p = 5.7 × 10 −17 ). We defined carriers of candidate schizophrenia-related DNVs as those with LoF or deletion DNVs in LoF intolerant or NDD genes. These individuals had significantly less over-transmission of common risk alleles than non-carriers ( p = 3.5 × 10 −4 ), providing robust support for the hypothesis that this set of DNVs is enriched for those related to schizophrenia.

Abstract Genes enriched for rare disruptive coding variants in schizophrenia overlap those in which disruptive mutations are associated with neurodevelopmental disorders (NDDs), particularly autism spectrum disorders and intellectual disability. However, it is unclear whether this implicates the same specific variants, or even variants with the same functional effects on shared risk genes. Here, we show that de novo mutations in schizophrenia are generally of the same functional category as those that confer risk for NDDs, and that the specific de novo mutations in NDDs are enriched in schizophrenia. These findings indicate that, in part, NDDs and schizophrenia have shared molecular aetiology, and therefore likely overlapping pathophysiology. We also observe pleiotropic effects for variants known to be pathogenic for several syndromic developmental disorders, suggesting that schizophrenia should be included among the phenotypes associated with these mutations. Collectively, our findings support the hypothesis that at least some forms of schizophrenia lie within a continuum of neurodevelopmental disorders.

Abstract There is expanding interest in researching the cerebellum given accumulating evidence of its important contributions to cognitive and emotional functions, in addition to more established sensorimotor roles. While large genome-wide association studies (GWAS) have shed light on the common allele architecture of cortical and subcortical brain structures, the cerebellum remains under investigated. We conducted a meta-GWAS of cerebellar volume in 33,265 UK-Biobank European participants. Results show cerebellar volume to be moderately heritable (h 2 SNP =50.6%). We identified 33 independent genome-wide associated SNPs with total cerebellar volume, with 6 of these SNPs mapped to protein-coding genes and 5 more shown to alter cerebellar gene expression. We highlight 21 unique candidate genes for follow-up analysis. Cerebellar volume showed significant genetic correlation with brainstem, pallidum and thalamus volumes, but no significant correlations with neuropsychiatric phenotypes. Our results provide important new knowledge of the genetic architecture of cerebellar volume and its relationship with other brain phenotypes.

Rare genetic variants may play a prominent role in schizophrenia. We report on the to date largest whole exome sequencing study of schizophrenia case-control samples from related populations and combine with other available sequence data, analysing in total 34,084 individuals (14,302 cases). Three genes showed significant association at FDR < 0.10 ( SETD1A , TAF13 and MKI67 ) and gene-set analyses highlighted the involvement of the synaptome and excitatory neurons, and demonstrated shared architecture with high-functioning autism.

Sequencing studies have highlighted candidate sets of genes involved in schizophrenia, including activity-regulated cytoskeleton-associated protein (ARC) and N-methyl-d-aspartate receptor (NMDAR) complexes. Two genes, SETD1A and RBM12, have also been associated with robust statistical evidence. Larger samples and novel methods for identifying disease-associated missense variants are needed to reveal novel genes and biological mechanisms associated with schizophrenia. We sequenced 187 genes, selected for prior evidence of association with schizophrenia, in a new dataset of 5,207 cases and 4,991 controls. Included were members of ARC and NMDAR post-synaptic protein complexes, as well as voltage-gated sodium and calcium channels. We observed a significant case excess of rare (<0.1% in frequency) loss-of-function (LoF) mutations across all 187 genes (OR = 1.36; Pcorrected = 0.0072) but no individual gene was associated with schizophrenia after correcting for multiple testing. We found novel evidence that LoF and missense variants at paralog conserved sites were enriched in sodium channels (OR = 1.26; P = 0.0035). Meta-analysis of our new data with published sequencing data (11,319 cases, 15,854 controls and 1,136 trios) supported and refined this association to sodium channel alpha subunits (P = 0.0029). Meta-analysis also confirmed association between schizophrenia and rare variants in ARC (P = 4.0 x 10-4) and NMDAR (P = 1.7 x 10-5) synaptic genes. No association was found between rare variants in calcium channels and schizophrenia. In one of the largest sequencing studies of schizophrenia to date, we provide novel evidence that multiple voltage-gated sodium channels are involved in schizophrenia pathogenesis, and increase the evidence for association between rare variants in ARC and NMDAR post-synaptic complexes and schizophrenia. Larger samples are required to identify specific genes and variants driving these associations.

Psychotic experiences, such as hallucinations and delusions, are reported by approximately 5%-10% of the general population, though only a small proportion of individuals develop psychotic disorders such as schizophrenia or bipolar disorder. Studying the genetic aetiology of psychotic experiences in the general population, and its relationship with the genetic aetiology of other disorders, may increase our understanding of their pathological significance. Using the population-based UK Biobank sample, we performed the largest genetic association study of psychotic experiences in individuals without a psychotic disorder. We conducted three genome-wide association studies (GWAS) for (i) any psychotic experience (6123 cases vs. 121,843 controls), (ii) distressing psychotic experiences (2143 cases vs. 121,843 controls), and (iii) multiple occurrence psychotic experiences (3337 cases vs. 121,843 controls). Analyses of polygenic risk scores (PRS), genetic correlation, and copy number variation (CNV) were conducted to assess whether genetic liability to psychotic experiences is shared with schizophrenia and/or other neuropsychiatric disorders and traits. GWAS analyses identified four loci associated with psychotic experiences including a locus in Ankyrin-3 (ANK3, OR=1.16, p=3.06 x 10-8) with any psychotic experience and a locus in cannabinoid receptor 2 gene (CNR2, OR=0.66, p=3.78x10-8) with distressing psychotic experiences. PRS analyses identified associations between psychotic experiences and genetic liability for schizophrenia, major depressive disorder, and bipolar disorder, and these associations were stronger for distressing psychotic experiences. Genetic correlation analysis identified significant genetic correlations between psychotic experiences and major depressive disorder, schizophrenia, autism spectrum disorder and a cross-disorder GWAS. Individuals reporting psychotic experiences had an increased burden of CNVs previously associated with schizophrenia (OR=2.04, p=2.49x10-4) and of those associated with neurodevelopmental disorders more widely (OR=1.75, p=1.41x10-3). In conclusion, we identified four genome-wide significant loci in the largest GWAS of psychotic experiences from the population-based UK Biobank sample and found support for a shared genetic aetiology between psychotic experiences and schizophrenia, but also major depressive disorder, bipolar disorder and neurodevelopmental disorders.

Schizophrenia is a common, debilitating psychiatric disorder with a substantial genetic component. By analysing the whole-exome sequences of 4,264 schizophrenia cases, 9,343 controls, and 1,077 parent-proband trios, we identified a genome-wide significant association between rare loss-of-function (LoF) variants in KMT2F and risk for schizophrenia. In this dataset, we observed three de novo LoF mutations, seven LoF variants in cases, and none in controls (P=3.3x10^(-9)). To search for LoF variants in KMT2F in individuals without a known neuropsychiatric diagnosis, we examined the exomes of 45,376 individuals in the ExAC database and found only two heterozygous LoF variants, showing that KMT2F is significantly depleted of LoF variants in the general population. Seven of the ten individuals with schizophrenia carrying KMT2F LoF variants also had varying degrees of learning difficulties. We further identified four KMT2F LoF carriers among 4,281 children with diverse, severe, undiagnosed developmental disorders, and two additional carriers in an independent sample of 5,720 Finnish exomes, both with notable neuropsychiatric phenotypes. Together, our observations show that LoF variants in KMT2F cause a range of neurodevelopmental disorders, including schizophrenia. Combined with previous common variant evidence, we more generally implicate epigenetic dysregulation, specifically in the histone H3K4 methylation pathway, as an important mechanism in the pathogenesis of schizophrenia.

Abstract Importance Bipolar disorder (BD) overlaps schizophrenia in its clinical presentation and genetic liability. Alternative approaches to patient stratification beyond current diagnostic categories are needed to understand the underlying disease processes/mechanisms. Objectives To investigate the relationship between common-variant liability for schizophrenia, indexed by polygenic risk scores (PRS) and psychotic presentations of BD, using clinical descriptions which consider both occurrence and level of mood-incongruent psychotic features. Design Case-control design: using multinomial logistic regression, to estimate differential associations of PRS across categories of cases and controls. Settings & Participants 4399 BDcases, mean [sd] age-at-interview 46[12] years, of which 2966 were woman (67%) from the BD Research Network (BDRN) were included in the final analyses, with data for 4976 schizophrenia cases and 9012 controls from the Type-1 diabetes genetics consortium and Generation Scotland included for comparison. Exposure Standardised PRS, calculated using alleles with an association p-value threshold < 0.05 in the second Psychiatric Genomics Consortium genome-wide association study of schizophrenia, adjusted for the first 10 population principal components and genotyping-platform. Main outcome measure Multinomial logit models estimated PRS associations with BD stratified by (1) Research Diagnostic Criteria (RDC) BD subtypes (2) Lifetime occurrence of psychosis.(3) Lifetime mood-incongruent psychotic features and (4) ordinal logistic regression examined PRS associations across levels of mood-incongruence. Ratings were derived from the Schedule for Clinical Assessment in Neuropsychiatry interview (SCAN) and the Bipolar Affective Disorder Dimension Scale (BADDS). Results Across clinical phenotypes, there was an exposure-response gradient with the strongest PRS association for schizophrenia (RR=1.94, (95% C.I. 1.86, 2.01)), then schizoaffective BD (RR=1.37, (95% C.I. 1.22, 1.54)), BD I (RR= 1.30, (95% C.I. 1.24, 1.36)) and BD II (RR=1.04, (95% C.I. 0.97, 1.11)). Within BD cases, there was an effect gradient, indexed by the nature of psychosis, with prominent mood-incongruent psychotic features having the strongest association (RR=1.46, (95% C.I. 1.36, 1.57)), followed by mood-congruent psychosis (RR= 1.24, (95% C.I. 1.17, 1.33)) and lastly, BD cases with no history of psychosis (RR=1.09, (95% C.I. 1.04, 1.15)). Conclusion We show for the first time a polygenic-risk gradient, across schizophrenia and bipolar disorder, indexed by the occurrence and level of mood-incongruent psychotic symptoms.