Abstract South Asians are diagnosed with type 2 diabetes (T2D) more than a decade earlier in life than seen in European populations. We hypothesised that studying the genomics of age of onset in these populations may give insight into earlier age at onset of T2D among individuals of South Asian descent. We conducted a meta-analysis of GWAS of age at diagnosis of T2D in 34,001 individuals from four independent cohorts of European and Asian Indians. We identified two signals near the TCF7L2 and CDKAL1 associated with age at onset of T2D. The strongest genome-wide significant variants at chromosome 10q25.3 in TCF7L2 (lead SNP rs7903146; p = 2.4 ×10 -12 ; p-het =0.01; Beta = -0.436; SE = 0.02) and chromosome 6 p22.3 in CDKAL1 (rs9368219; p = 2.29 ×10 -8 ; p-het =0.007; Beta = -0.053; SE=0.01) were directionally consistent across ethnic groups and present at similar frequencies, however both loci harboured additional independent signals that were only present in the South Asian cohorts. A genome wide signal was also obtained at chromosome 10q26.12 in WDR11 (rs3011366; p = 2.4 ×10 -8 ; p-het =0.25; Beta = 1.44; SE=0.25) specifically in the South Asian Indian cohorts. Our study estimated 17% of heritability (h 2 ) for age onset of T2D among South Indians; higher than the 5% heritability we observed in Europeans suggesting different genetic architectures between these populations. We further estimated the Asian Indian genome-wide polygenic risk score for T2D risk and identified that the variance explained by the Indian specific polygenic risk score (PRS) for age at onset of T2D is substantially higher (2%) in an independent cohort of Asian Indians compared to that seen in White Europeans (<0.1%). This reveals that although variants do exist that are shared between the two population there are also genetic disparities of age onset of T2D between the ethnicities. Author Summary Recent large multi-ancestry genome-wide meta-analyses have identified over 277 genetic loci associated with type 2 diabetes (T2D). Most association studies for T2D have focused on populations of European ancestry, and the specific genetic architecture of T2D in the South Asian population has not been extensively investigated. Increasing evidence indicates that the prevalence of T2D is higher in South Asians with a strikingly earlier age at diagnosis when compared to Europeans. Genome-wide association studies (GWAS) on age at age at diagnosis of T2D are limited and can help elucidate underlying mechanisms. We conducted the largest meta-analysis to date of genome-wide association studies of age at diagnosis as a surrogate for age of onset of T2D in South Indians and Europeans. Our trans-ancestry meta-analysis identified genetic loci near TCF7L2 and CDKAL1 with substantial ethnic heterogeneity in both allele frequencies and effect sizes in early diagnosis with T2D. Two novel variants near TCF7L2 (rs570193324) and CDKAL1 (rs143316471) were associated with age of diagnosis of T2D only in South Indians and were present at much lower frequency in the European populations. Heritability estimates for age of onset were much stronger in Asian Indians compared to Europeans and a polygenic risk score was constructed using a South Indians, which explained about 2% trait variance compared to European ancestry (<0.1%). Our novel findings provide a better understanding of ethnic differences in the age at onset of T2D and indicate the potential importance of ethnic differences in the genetic architecture underpinning T2D.

As genetic association studies increase in size to 100,000s of individuals, subtle biases may influence conclusions. One possible bias is ″index event bias″ (IEB), also called ″collider bias″, caused by the stratification by, or enrichment for, disease status when testing associations between gene variants and a disease-associated trait. We first provided a statistical framework for quantifying IEB then identified real examples of IEB in a range of study and analytical designs. We observed evidence of biased associations for some disease alleles and genetic risk scores, even in population-based studies. For example, a genetic risk score consisting of type 2 diabetes variants was associated with lower BMI in 113,203 type 2 diabetes controls from the population based UK Biobank study (-0.010 SDs BMI per allele, P=5E-4), entirely driven by IEB. Three of 11 individual type 2 diabetes risk alleles, and 10 of 25 hypertension alleles were associated with lower BMI at p<0.05 in UK Biobank when analyzing disease free individuals only, of which six hypertension alleles remained associated at p<0.05 after correction for IEB. Our analysis suggested that the associations between CCND2 and TCF7L2 diabetes risk alleles and BMI could (at least partially) be explained by IEB. Variants remaining associated after correction may be pleiotropic and include those in CYP17A1 (allele associated with hypertension risk and lower BMI). In conclusion, IEB may result in false positive or negative associations in very large studies stratified or strongly enriched for/against disease cases.

Objectives: 20-30% of patients with metformin treated type 2 diabetes experience gastrointestinal side effects leading to premature discontinuation in 5-10% of the cases. Gastrointestinal intolerance may reflect localised high concentrations of metformin in the gut. We hypothesized that reduced transport of metformin into the circulation via the plasma membrane monoamine transporter (PMAT) and organic cation transporter 1 (OCT1) could increase the risk of severe GI side effects. Research Design and Methods: The study included 286 severe metformin intolerant and 1128 tolerant individuals from the IMI DIRECT consortium. We assessed the association of patient characteristics, concomitant medication and the burden of mutations in the SLC29A4 and SLC22A1, genes that encode PMAT and OCT1, respectively, on odds of metformin intolerance using a logistic regression model. Results: Women (p < 0.001) and older people (p < 0.001) were more likely to develop metformin intolerance. Concomitant use of metformin transporter inhibiting drugs increased the odds of intolerance by more than 70% (OR = 1.72 [1.26-2.32], p < 0.001). In a logistic regression model adjusted for age, sex, weight and population substructure, the G allele at rs3889348 (SLC29A4) was associated with GI intolerance (OR = 1.34[1.09-1.65], p = 0.005). rs3889348 is the top cis-eQTL for SLC29A4 in gut tissue where carriers of the G allele had reduced expression. Homozygous carriers of the G allele treated with metformin transporter inhibiting drugs had over three times higher odds of intolerance compared to carriers of no G allele and not treated with inhibiting drugs (OR = 3.23 [1.71-6.39], p < 0.001). Using a genetic risk score (GRS) derived from SLC29A4 (rs3889348) and previously reported SLC22A1 variants (M420del, R61C, G401S), the odds of intolerance was more than twice in individuals who carry three or more risk alleles compared with those carrying none (OR = 2.15 [1.20-4.12], p = 0.01). Conclusions: These results suggest that intestinal metformin transporters and concomitant medications play an important role in gastrointestinal side effects of metformin.

Background and aims: Understanding the aetiology, clinical presentation and prognosis of type 2 diabetes (T2D) and optimizing its treatment might be facilitated by biomarkers that help predict a person's susceptibility to the risk factors that cause diabetes or its complications, or response to treatment. The IMI DIRECT (Diabetes Research on Patient Stratification) Study is a European Union (EU) Innovative Medicines Initiative (IMI) project that seeks to test these hypotheses in two recently established epidemiological cohorts. Here, we describe the characteristics of these cohorts at baseline and at the first main follow-up examination (18-months). Materials and methods: From a sampling-frame of 24,682 European-ancestry adults in whom detailed health information was available, participants at varying risk of glycaemic deterioration were identified using a risk prediction algorithm and enrolled into a prospective cohort study (n=2127) undertaken at four study centres across Europe (Cohort 1: prediabetes). We also recruited people from clinical registries with recently diagnosed T2D (n=789) into a second cohort study (Cohort 2: diabetes). The two cohorts were studied in parallel with matched protocols. Endogenous insulin secretion and insulin sensitivity were modelled from frequently sampled 75g oral glucose tolerance (OGTT) in Cohort 1 and with mixed-meal tolerance tests (MMTT) in Cohort 2. Additional metabolic biochemistry was determined using blood samples taken when fasted and during the tolerance tests. Body composition was assessed using MRI and lifestyle measures through self-report and objective methods. Results: Using ADA-2011 glycaemic categories, 33% (n=693) of Cohort 1 (prediabetes) had normal glucose regulation (NGR), and 67% (n=1419) had impaired glucose regulation (IGR). 76% of the cohort was male, age=62(6.2) years; BMI=28.4(4.0) kg/m2; fasting glucose=5.7(0.6)mmol/l; 2-hr glucose=5.9(1.6) mmol/l [mean(SD)]. At follow-up, 18.5(1.4) months after baseline, fasting glucose=5.8(0.6)mmol/l; 2-hr OGTT glucose=6.1(1.7) mmol/l [mean(SD)]. In Cohort 2 (diabetes): 65% (n=508) were lifestyle treated (LS) and 35% (n=271) were lifestyle + metformin treated (LS+MET). 58% of the cohort was male, age=62(8.1) years; BMI=31(5.0)kg/m2; fasting glucose=7.2(1.4)mmol/l; 2-hr glucose=8.6(2.8)mmol/l [mean(SD)]. At follow-up, 18.2(0.6) months after baseline, fasting glucose=7.8(1.8)mmol/l; 2-hr MMTT glucose=9.5(3.3) mmol/l [mean(SD)]. Conclusion: The epidemiological IMI DIRECT cohorts are the most intensely characterised prospective studies of glycaemic deterioration to date. Data from these cohorts help illustrate the heterogeneous characteristics of people at risk of or with T2D, highlighting the rationale for biomarker stratification of the disease - the primary objective of the DIRECT consortium.

Structural variation in retinal blood vessels is associated with global vascular health in humans and may provide a readily accessible indicator of several diseases of vascular origin. We report a meta-analysis of genome-wide association studies (GWAS) for quantitative retinal vascular traits derived using semi-automatic image analysis of digital retinal photographs from the GoDARTS (n=1736) and ORCADES (n=1358) cohorts. We identified a novel genome-wide significant locus at 19q13 (ACTN4/CAPN12) for retinal venular tortuosity, and one at 13q34 (COL4A2) for retinal arteriolar tortuosity; these two loci were subsequently confirmed in three independent cohorts. In the combined analysis, the lead SNP at each locus was rs1808382 in ACTN4/CAPN12 (P=2.39×10-13) and rs7991229 in COL4A2, (P=4.66×10-12). Notably, the ACTN4/CAPN12 locus associated with retinal venular tortuosity traits is also associated with coronary artery disease and heart rate. Our findings demonstrate the contribution of genetics to retinal vascular traits, and provide new insights into vascular diseases.