Using exome sequencing, we identified a p.R191Q amino acid change in the valosin-containing protein (VCP) gene in an Italian family with autosomal dominantly inherited amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Mutations in VCP have previously been identified in families with Inclusion Body Myopathy, Paget disease, and Frontotemporal Dementia (IBMPFD). Screening of VCP in a cohort of 210 familial ALS cases and 78 autopsy-proven ALS cases identified four additional mutations including a p.R155H mutation in a pathologically proven case of ALS. VCP protein is essential for maturation of ubiquitin-containing autophagosomes, and mutant VCP toxicity is partially mediated through its effect on TDP-43 protein, a major constituent of ubiquitin inclusions that neuropathologically characterize ALS. Our data broaden the phenotype of IBMPFD to include motor neuron degeneration, suggest that VCP mutations may account for ∼1%–2% of familial ALS, and provide evidence directly implicating defects in the ubiquitination/protein degradation pathway in motor neuron degeneration.

We aimed to accurately estimate the frequency of a hexanucleotide repeat expansion in C9orf72 that has been associated with a large proportion of cases of amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia (FTD).We screened 4448 patients diagnosed with ALS (El Escorial criteria) and 1425 patients with FTD (Lund-Manchester criteria) from 17 regions worldwide for the GGGGCC hexanucleotide expansion using a repeat-primed PCR assay. We assessed familial disease status on the basis of self-reported family history of similar neurodegenerative diseases at the time of sample collection. We compared haplotype data for 262 patients carrying the expansion with the known Finnish founder risk haplotype across the chromosomal locus. We calculated age-related penetrance using the Kaplan-Meier method with data for 603 individuals with the expansion.In patients with sporadic ALS, we identified the repeat expansion in 236 (7·0%) of 3377 white individuals from the USA, Europe, and Australia, two (4·1%) of 49 black individuals from the USA, and six (8·3%) of 72 Hispanic individuals from the USA. The mutation was present in 217 (39·3%) of 552 white individuals with familial ALS from Europe and the USA. 59 (6·0%) of 981 white Europeans with sporadic FTD had the mutation, as did 99 (24·8%) of 400 white Europeans with familial FTD. Data for other ethnic groups were sparse, but we identified one Asian patient with familial ALS (from 20 assessed) and two with familial FTD (from three assessed) who carried the mutation. The mutation was not carried by the three Native Americans or 360 patients from Asia or the Pacific Islands with sporadic ALS who were tested, or by 41 Asian patients with sporadic FTD. All patients with the repeat expansion had (partly or fully) the founder haplotype, suggesting a one-off expansion occurring about 1500 years ago. The pathogenic expansion was non-penetrant in individuals younger than 35 years, 50% penetrant by 58 years, and almost fully penetrant by 80 years.A common Mendelian genetic lesion in C9orf72 is implicated in many cases of sporadic and familial ALS and FTD. Testing for this pathogenic expansion should be considered in the management and genetic counselling of patients with these fatal neurodegenerative diseases.Full funding sources listed at end of paper (see Acknowledgments).

Background: The anti-interleukin (IL) 6 receptor antibody tocilizumab inhibits signalling of IL6, a key cytokine in rheumatoid arthritis (RA) pathogenesis. Objective: To evaluate through the AMBITION study the efficacy and safety of tocilizumab monotherapy versus methotrexate in patients with active RA for whom previous treatment with methotrexate/biological agents had not failed. Methods: This 24-week, double-blind, double-dummy, parallel-group study, randomised 673 patients to either tocilizumab 8 mg/kg every 4 weeks, or methotrexate, starting at 7.5 mg/week and titrated to 20 mg/week within 8 weeks, or placebo for 8 weeks followed by tocilizumab 8 mg/kg. The primary end point was the proportion of patients achieving American College of Rheumatology (ACR) 20 response at week 24. Results: The intention-to-treat analysis demonstrated that tocilizumab was better than methotrexate treatment with a higher ACR20 response (69.9 vs 52.5%; p<0.001), and 28-joint Disease Activity Score (DAS28) <2.6 rate (33.6 vs 12.1%) at week 24. Mean high-sensitivity C-reactive protein was within the normal range from week 12 with tocilizumab, whereas levels remained elevated with methotrexate. The incidence of serious adverse events with tocilizumab was 3.8% versus 2.8% with methotrexate (p = 0.50), and of serious infections, 1.4% versus 0.7%, respectively. There was a higher incidence of reversible grade 3 neutropenia (3.1% vs 0.4%) and increased total cholesterol ⩾240 mg/dl (13.2% vs 0.4%), and a lower incidence of alanine aminotransferase elevations >3×–<5× upper limit of normal (1.0% vs 2.5%), respectively. Conclusion: Tocilizumab monotherapy is better than methotrexate monotherapy, with rapid improvement in RA signs and symptoms, and a favourable benefit–risk, in patients for whom treatment with methotrexate or biological agents has not previously failed. Trial registration number: NCT00109408

To identify novel genes associated with ALS, we undertook two lines of investigation. We carried out a genome-wide association study comparing 20,806 ALS cases and 59,804 controls. Independently, we performed a rare variant burden analysis comparing 1,138 index familial ALS cases and 19,494 controls. Through both approaches, we identified kinesin family member 5A (KIF5A) as a novel gene associated with ALS. Interestingly, mutations predominantly in the N-terminal motor domain of KIF5A are causative for two neurodegenerative diseases: hereditary spastic paraplegia (SPG10) and Charcot-Marie-Tooth type 2 (CMT2). In contrast, ALS-associated mutations are primarily located at the C-terminal cargo-binding tail domain and patients harboring loss-of-function mutations displayed an extended survival relative to typical ALS cases. Taken together, these results broaden the phenotype spectrum resulting from mutations in KIF5A and strengthen the role of cytoskeletal defects in the pathogenesis of ALS.

Background

 Different amyotrophic lateral sclerosis (ALS) phenotypes have been recognised, marked by a varying involvement of spinal and bulbar upper and lower motor neurons. However, the differential characteristics of these phenotypes are still largely unknown. 

Objective

 To define the epidemiology and outcome of ALS phenotypes in a population based setting. 

Methods

 All ALS cases incident in two Italian regions were prospectively collected from 1995 to 2004 in an epidemiological register. Cases were classified according to established ALS phenotypes: classic, bulbar, flail arm, flail leg, pyramidal, respiratory, pure lower motor neuron (PLMN) and pure upper motor neuron (PUMN). 

Results

 ALS phenotype were determined in 1332 out of 1351 incident patients (98.6%). Classic and bulbar phenotypes had similar mean annual incidence rates. Gender specific incidence rates showed a male preponderance in respiratory, flail arm, classic and PLMN phenotypes; in all other phenotypes, men and women had similar incidence rates. Age at onset was significantly lower in pyramidal, PLMN and PUMN phenotypes and higher in the bulbar phenotype. The best outcomes were observed in PUMN, pyramidal, PLMN and flail arm phenotypes and the worst in respiratory and bulbar phenotypes. 

Conclusions

 Our epidemiological findings suggest that ALS phenotypes carry distinctive and easily distinguishable clinical and prognostic characteristics, strongly related to a complex interplay between gender and age. The categorisation of ALS patients according to more homogenous clinical groups is relevant in identifying biological markers for ALS and should be considered for the design of clinical trials.

The authors identify mutations in the MATR3 gene as a cause of ALS and dementia in several families. MATR3 is known to bind the ALS-associated protein TDP-43, and at least one of these mutations alters the efficiency of this binding. MATR3 is an RNA- and DNA-binding protein that interacts with TDP-43, a disease protein linked to amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal dementia. Using exome sequencing, we identified mutations in MATR3 in ALS kindreds. We also observed MATR3 pathology in ALS-affected spinal cords with and without MATR3 mutations. Our data provide more evidence supporting the role of aberrant RNA processing in motor neuron degeneration.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a relentlessly progressive, fatal motor neuron disease with a variable natural history. There are no accurate models that predict the disease course and outcomes, which complicates risk assessment and counselling for individual patients, stratification of patients for trials, and timing of interventions. We therefore aimed to develop and validate a model for predicting a composite survival endpoint for individual patients with ALS.We obtained data for patients from 14 specialised ALS centres (each one designated as a cohort) in Belgium, France, the Netherlands, Germany, Ireland, Italy, Portugal, Switzerland, and the UK. All patients were diagnosed in the centres after excluding other diagnoses and classified according to revised El Escorial criteria. We assessed 16 patient characteristics as potential predictors of a composite survival outcome (time between onset of symptoms and non-invasive ventilation for more than 23 h per day, tracheostomy, or death) and applied backward elimination with bootstrapping in the largest population-based dataset for predictor selection. Data were gathered on the day of diagnosis or as soon as possible thereafter. Predictors that were selected in more than 70% of the bootstrap resamples were used to develop a multivariable Royston-Parmar model for predicting the composite survival outcome in individual patients. We assessed the generalisability of the model by estimating heterogeneity of predictive accuracy across external populations (ie, populations not used to develop the model) using internal-external cross-validation, and quantified the discrimination using the concordance (c) statistic (area under the receiver operator characteristic curve) and calibration using a calibration slope.Data were collected between Jan 1, 1992, and Sept 22, 2016 (the largest data-set included data from 1936 patients). The median follow-up time was 97·5 months (IQR 52·9-168·5). Eight candidate predictors entered the prediction model: bulbar versus non-bulbar onset (univariable hazard ratio [HR] 1·71, 95% CI 1·63-1·79), age at onset (1·03, 1·03-1·03), definite versus probable or possible ALS (1·47, 1·39-1·55), diagnostic delay (0·52, 0·51-0·53), forced vital capacity (HR 0·99, 0·99-0·99), progression rate (6·33, 5·92-6·76), frontotemporal dementia (1·34, 1·20-1·50), and presence of a C9orf72 repeat expansion (1·45, 1·31-1·61), all p<0·0001. The c statistic for external predictive accuracy of the model was 0·78 (95% CI 0·77-0·80; 95% prediction interval [PI] 0·74-0·82) and the calibration slope was 1·01 (95% CI 0·95-1·07; 95% PI 0·83-1·18). The model was used to define five groups with distinct median predicted (SE) and observed (SE) times in months from symptom onset to the composite survival outcome: very short 17·7 (0·20), 16·5 (0·23); short 25·3 (0·06), 25·2 (0·35); intermediate 32·2 (0·09), 32·8 (0·46); long 43·7 (0·21), 44·6 (0·74); and very long 91·0 (1·84), 85·6 (1·96).We have developed an externally validated model to predict survival without tracheostomy and non-invasive ventilation for more than 23 h per day in European patients with ALS. This model could be applied to individualised patient management, counselling, and future trial design, but to maximise the benefit and prevent harm it is intended to be used by medical doctors only.Netherlands ALS Foundation.

Abstract Although amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is relatively rare, the socioeconomic significance of the disease is extensive. It is therefore vital to project the epidemiologic trend of ALS. To date, there have been few published studies attempting to estimate the number and distribution of ALS cases in the upcoming years. Here we show that the number of ALS cases across the globe will increase from 222,801 in 2015 to 376,674 in 2040, representing an increase of 69%. This increase is predominantly due to ageing of the population, particularly among developing nations. This projection is likely an underestimate due to improving healthcare and economic conditions. The results should be used to inform healthcare policy to more efficiently allocate healthcare resources.

Summary

Background

 Amyotrophic lateral sclerosis shares characteristics with some cancers, such as onset being more common in later life, progression usually being rapid, the disease affecting a particular cell type, and showing complex inheritance. We used a model originally applied to cancer epidemiology to investigate the hypothesis that amyotrophic lateral sclerosis is a multistep process. 

Methods

 We generated incidence data by age and sex from amyotrophic lateral sclerosis population registers in Ireland (registration dates 1995–2012), the Netherlands (2006–12), Italy (1995–2004), Scotland (1989–98), and England (2002–09), and calculated age and sex-adjusted incidences for each register. We regressed the log of age-specific incidence against the log of age with least squares regression. We did the analyses within each register, and also did a combined analysis, adjusting for register. 

Findings

 We identified 6274 cases of amyotrophic lateral sclerosis from a catchment population of about 34 million people. We noted a linear relationship between log incidence and log age in all five registers: England r²=0·95, Ireland r²=0·99, Italy r²=0·95, the Netherlands r²=0·99, and Scotland r²=0·97; overall r²=0·99. All five registers gave similar estimates of the linear slope ranging from 4·5 to 5·1, with overlapping confidence intervals. The combination of all five registers gave an overall slope of 4·8 (95% CI 4·5–5·0), with similar estimates for men (4·6, 4·3–4·9) and women (5·0, 4·5–5·5). 

Interpretation

 A linear relationship between the log incidence and log age of onset of amyotrophic lateral sclerosis is consistent with a multistage model of disease. The slope estimate suggests that amyotrophic lateral sclerosis is a six-step process. Identification of these steps could lead to preventive and therapeutic avenues. 

Funding

 UK Medical Research Council; UK Economic and Social Research Council; Ireland Health Research Board; The Netherlands Organisation for Health Research and Development (ZonMw); the Ministry of Health and Ministry of Education, University, and Research in Italy; the Motor Neurone Disease Association of England, Wales, and Northern Ireland; and the European Commission (Seventh Framework Programme).