Liability to alcohol dependence (AD) is heritable, but little is known about its complex polygenic architecture or its genetic relationship with other disorders. To discover loci associated with AD and characterize the relationship between AD and other psychiatric and behavioral outcomes, we carried out the largest genome-wide association study to date of DSM-IV-diagnosed AD. Genome-wide data on 14,904 individuals with AD and 37,944 controls from 28 case–control and family-based studies were meta-analyzed, stratified by genetic ancestry (European, n = 46,568; African, n = 6,280). Independent, genome-wide significant effects of different ADH1B variants were identified in European (rs1229984; P = 9.8 × 10–13) and African ancestries (rs2066702; P = 2.2 × 10–9). Significant genetic correlations were observed with 17 phenotypes, including schizophrenia, attention deficit–hyperactivity disorder, depression, and use of cigarettes and cannabis. The genetic underpinnings of AD only partially overlap with those for alcohol consumption, underscoring the genetic distinction between pathological and nonpathological drinking behaviors. Different functional variants in ADH1B (and elsewhere) in Europeans and Africans strongly affect risk for alcohol dependence. Dependence only partly genetically correlates with consumption, with strong correlations to other psychiatric disorders.

Felix Stickel and colleagues report the results of a genome-wide association study of alcohol-related cirrhosis. They confirm PNPLA3 as a susceptibility locus and identify new association signals in MBOAT7 and TM6SF2. Alcohol misuse is the leading cause of cirrhosis and the second most common indication for liver transplantation in the Western world1,2,3. We performed a genome-wide association study for alcohol-related cirrhosis in individuals of European descent (712 cases and 1,426 controls) with subsequent validation in two independent European cohorts (1,148 cases and 922 controls). We identified variants in the MBOAT7 (P = 1.03 × 10−9) and TM6SF2 (P = 7.89 × 10−10) genes as new risk loci and confirmed rs738409 in PNPLA3 as an important risk locus for alcohol-related cirrhosis (P = 1.54 × 10−48) at a genome-wide level of significance. These three loci have a role in lipid processing, suggesting that lipid turnover is important in the pathogenesis of alcohol-related cirrhosis.

Excessive alcohol consumption is one of the leading causes of preventable death in the United States. Approximately 14% of those who use alcohol meet criteria during their lifetime for alcohol dependence, which is characterized by tolerance, withdrawal, inability to stop drinking, and continued drinking despite serious psychological or physiological problems. We explored genetic influences on alcohol dependence among 1,897 European-American and African-American subjects with alcohol dependence compared with 1,932 unrelated, alcohol-exposed, nondependent controls. Constitutional DNA of each subject was genotyped using the Illumina 1M beadchip. Fifteen SNPs yielded P < 10 −5 , but in two independent replication series, no SNP passed a replication threshold of P < 0.05. Candidate gene GABRA2 , which encodes the GABA receptor α2 subunit, was evaluated independently. Five SNPs at GABRA2 yielded nominal (uncorrected) P < 0.05, with odds ratios between 1.11 and 1.16. Further dissection of the alcoholism phenotype, to disentangle the influence of comorbid substance-use disorders, will be a next step in identifying genetic variants associated with alcohol dependence.

Context

 Alcohol dependence is a serious and common public health problem. It is well established that genetic factors play a major role in the development of this disorder. Identification of genes that contribute to alcohol dependence will improve our understanding of the mechanisms that underlie this disorder. 

Objective

 To identify susceptibility genes for alcohol dependence through a genome-wide association study (GWAS) and a follow-up study in a population of German male inpatients with an early age at onset. 

Design

 The GWAS tested 524 396 single-nucleotide polymorphisms (SNPs). All SNPs withP < 10⁻⁴were subjected to the follow-up study. In addition, nominally significant SNPs from genes that had also shown expression changes in rat brains after long-term alcohol consumption were selected for the follow-up step. 

Setting

 Five university hospitals in southern and central Germany. 

Participants

 The GWAS included 487 male inpatients with alcohol dependence as defined by theDSM-IVand an age at onset younger than 28 years and 1358 population-based control individuals. The follow-up study included 1024 male inpatients and 996 age-matched male controls. All the participants were of German descent. 

Main Outcome Measures

 Significant association findings in the GWAS and follow-up study with the same alleles. 

Results

 The GWAS produced 121 SNPs with nominalP < 10⁻⁴. These, together with 19 additional SNPs from homologues of rat genes showing differential expression, were genotyped in the follow-up sample. Fifteen SNPs showed significant association with the same allele as in the GWAS. In the combined analysis, 2 closely linked intergenic SNPs met genome-wide significance (rs7590720,P = 9.72 × 10⁻⁹; rs1344694,P = 1.69 × 10⁻⁸). They are located on chromosome region 2q35, which has been implicated in linkage studies for alcohol phenotypes. Nine SNPs were located in genes, including theCDH13andADH1Cgenes, that have been reported to be associated with alcohol dependence. 

Conclusions

 This is the first GWAS and follow-up study to identify a genome-wide significant association in alcohol dependence. Further independent studies are required to confirm these findings.

We report a GWAS of alcohol dependence (AD) in European-American (EA) and African-American (AA) populations, with replication in independent samples of EAs, AAs and Germans. Our sample for discovery and replication was 16 087 subjects, the largest sample for AD GWAS to date. Numerous genome-wide significant (GWS) associations were identified, many novel. Most associations were population specific, but in several cases were GWS in EAs and AAs for different SNPs at the same locus,showing biological convergence across populations. We confirmed well-known risk loci mapped to alcohol-metabolizing enzyme genes, notably ADH1B (EAs: Arg48His, P=1.17 × 10−31; AAs: Arg369Cys, P=6.33 × 10−17) and ADH1C in AAs (Thr151Thr, P=4.94 × 10−10), and identified novel risk loci mapping to the ADH gene cluster on chromosome 4 and extending centromerically beyond it to include GWS associations at LOC100507053 in AAs (P=2.63 × 10−11), PDLIM5 in EAs (P=2.01 × 10−8), and METAP in AAs (P=3.35 × 10−8). We also identified a novel GWS association (1.17 × 10−10) mapped to chromosome 2 at rs1437396, between MTIF2 and CCDC88A, across all of the EA and AA cohorts, with supportive gene expression evidence, and population-specific GWS for markers on chromosomes 5, 9 and 19. Several of the novel associations implicate direct involvement of, or interaction with, genes previously identified as schizophrenia risk loci. Confirmation of known AD risk loci supports the overall validity of the study; the novel loci are worthy of genetic and biological follow-up. The findings support a convergence of risk genes (but not necessarily risk alleles) between populations, and, to a lesser extent, between psychiatric traits.

A recent genome-wide study revealed an association between variation in the PNPLA3 gene and liver fat content. In addition, the PNPLA3 single-nucleotide polymorphism rs738409 (M148I) was reported to be associated with advanced alcoholic liver disease in alcohol-dependent individuals of Mestizo descent. We therefore evaluated the impact of rs738409 on the manifestation of alcoholic liver disease in two independent German cohorts. Genotype and allele frequencies of rs738409 (M148I) were determined in 1,043 alcoholic patients with or without alcoholic liver injury and in 376 at-risk drinkers from a population-based cohort. Relative to alcoholic patients without liver damage (n = 439), rs738409 genotype GG was strongly overrepresented in patients with alcoholic liver cirrhosis (n = 210; OR 2.79; P(genotype) = 1.2 × 10(-5) ; P(allelic) = 1.6 × 10(-6) ) and in alcoholic patients without cirrhosis but with elevated alanine aminotransferase levels (n = 219; OR 2.33; P(genotype) = 0.0085; P(allelic) = 0.0042). The latter, biochemically defined association was confirmed in an independent population-based cohort of at-risk drinkers with a median alcohol intake of 300 g/week (OR 4.75; P(genotype) = 0.040; P(allelic) = 0.022), and for aspartate aminotransferase (AST) levels. Frequencies of allele PNPLA3 rs738409(G) in individuals with steatosis and normal alanine aminotransferase (ALT) and AST levels were lower than in alcoholics without steatosis and normal ALT/AST (P(combined) = 0.03). The population attributable risk of cirrhosis in alcoholic carriers of allele PNPLA3 rs738409(G) was estimated at 26.6%.Genotype PNPLA3 rs738409(GG) is associated with alcoholic liver cirrhosis and elevated aminotransferase levels in alcoholic Caucasians.

Abstract Liability to alcohol dependence (AD) is heritable, but little is known about its complex polygenic architecture or its genetic relationship with other disorders. To discover loci associated with AD and characterize the relationship between AD and other psychiatric and behavioral outcomes, we carried out the largest GWAS to date of DSM - IV diagnosed AD. Genome - wide data on 14,904 individuals with AD and 37,944 controls from 28 case / control and family - based studies were meta - analyzed, stratified by genetic ancestry (European, N = 46,568; African; N = 6,280). Independent, genome - wide significant effects of different ADH1B variants were identified in European (rs1229984; p = 9.8E - 13) and African ancestries (rs2066702; p = 2.2E - 9). Significant genetic correlations were observed with schizophrenia, ADHD, depression, and use of cigarettes and cannabis. There was only modest genetic correlation with alcohol consumption and inconsistent associations with problem drinking. The genetic underpinnings of AD only partially overlap with those for alcohol consumption, underscoring the genetic distinction between pathological and non - pathological drinking behaviors.

Eating disorders and substance use disorders frequently co-occur. Twin studies reveal shared genetic variance between liabilities to eating disorders and substance use, with the strongest associations between symptoms of bulimia nervosa (BN) and problem alcohol use (genetic correlation [rg], twin-based=0.23-0.53). We estimated the genetic correlation between eating disorder and substance use and disorder phenotypes using data from genome-wide association studies (GWAS). Four eating disorder phenotypes (anorexia nervosa [AN], AN with binge-eating, AN without binge-eating, and a BN factor score), and eight substance-use-related phenotypes (drinks per week, alcohol use disorder [AUD], smoking initiation, current smoking, cigarettes per day, nicotine dependence, cannabis initiation, and cannabis use disorder) from eight studies were included. Significant genetic correlations were adjusted for variants associated with major depressive disorder (MDD). Total sample sizes per phenotype ranged from ~2,400 to ~537,000 individuals. We used linkage disequilibrium score regression to calculate single nucleotide polymorphism-based genetic correlations between eating disorder and substance-use-related phenotypes. Significant positive genetic associations emerged between AUD and AN (rg=0.18; false discovery rate q=0.0006), cannabis initiation and AN (rg=0.23; q<0.0001), and cannabis initiation and AN with binge-eating (rg=0.27; q=0.0016). Conversely, significant negative genetic correlations were observed between three non-diagnostic smoking phenotypes (smoking initiation, current smoking, and cigarettes per day) and AN without binge-eating (rgs=-0.19 to -0.23; qs<0.04). The genetic correlation between AUD and AN was no longer significant after co-varying for MDD loci. The patterns of association between eating disorder- and substance-use-related phenotypes highlights the potentially complex and substance-specific relationships between these behaviors.