Abstract To capture the full spectrum of genetic risk for autism, we performed a two-stage analysis of rare de novo and inherited coding variants in 42,607 autism cases, including 35,130 new cases recruited online by SPARK. We identified 60 genes with exome-wide significance ( P < 2.5 × 10 −6 ), including five new risk genes ( NAV3 , ITSN1 , MARK2 , SCAF1 and HNRNPUL2 ). The association of NAV3 with autism risk is primarily driven by rare inherited loss-of-function (LoF) variants, with an estimated relative risk of 4, consistent with moderate effect. Autistic individuals with LoF variants in the four moderate-risk genes ( NAV3 , ITSN1 , SCAF1 and HNRNPUL2 ; n = 95) have less cognitive impairment than 129 autistic individuals with LoF variants in highly penetrant genes ( CHD8, SCN2A, ADNP, FOXP1 and SHANK3 ) (59% vs 88%, P = 1.9 × 10 −6 ). Power calculations suggest that much larger numbers of autism cases are needed to identify additional moderate-risk genes.

ABSTRACT Motor stereotypies are common in children with autism spectrum disorder (ASD), intellectual disability, or sensory deprivation, as well as in typically developing children (“primary” stereotypies, CMS). The precise pathophysiological mechanism for motor stereotypies is unknown, although genetic etiologies have been suggested. In this study, we perform whole-exome DNA sequencing in 129 parent-child trios with CMS and 853 control trios (118 cases and 750 controls after quality control). We report an increased rate of de novo predicted-damaging variants in CMS versus controls, identifying KDM5B as a high-confidence risk gene and estimating 184 genes conferring risk. Genes harboring de novo damaging variants in CMS probands show significant overlap with those in Tourette syndrome, ASD candidate genes, and those in ASD probands with high stereotypy scores. Furthermore, exploratory biological pathway and gene ontology analysis highlight histone demethylation, organism development, cell motility, glucocorticoid receptor pathway, and ion channel transport. Continued sequencing of CMS trios will identify more risk genes and allow greater insights into biological mechanisms of stereotypies across diagnostic boundaries.

One of the candidate genes related to language variability in individuals with Autism Spectrum Disorder (ASD) is the contactin-associated protein-like 2 gene (CNTNAP2), a member of the Neurexin family. However, due to the different assessment tools used, it is unknown whether the polymorphisms of the CNTNAP2 gene are linked to structural language skills or more general communication abilities. A total of 302 youth aged 7 to 18 years participated in the present study: 131 verbal youth with ASD (62 female), 130 typically developing (TD) youth (64 female), and 41 unaffected siblings (US) of youth with ASD (25 female). Blood samples were collected to obtain genomic DNA and processed by the Rutgers University Cell and Data Repository or using standard protocols (Gentra Puregene Blood DNA extraction kit; Qiagen). Language and verbal communication skills were screened with the Clinical Evaluation of Language Fundamental-4 (CELF-4) and Vineland-II Communication domain, subsequently. The results showed that the polymorphism of CNTNAP2 (SNP rs2710102) was related to structural language abilities, such that participants carrying the A-allele had lower language skills in comparison to the G-allele homozygotes. No relationship was found between the polymorphism of CNTNAP2 and more general communication abilities. Although the study revealed genetic mechanisms that are associated with CELF-4 measures but not Vineland-II in youth with ASD, follow-up studies are needed that will include measures of language and communication that are less correlated to each other as well as will include a group of minimally and/or non-verbal individuals with ASD.

Obsessive-compulsive disorder (OCD) is a debilitating developmental neuropsychiatric disorder with a genetic risk component, yet identification of high-confidence risk genes has been challenging. We performed whole-exome sequencing in 222 OCD parent-child trios (184 trios after quality control), finding strong evidence that de novo likely gene disrupting and predicted damaging missense variants contribute to OCD risk. Together, these de novo damaging variants are enriched in OCD probands (RR 1.52, p=0.0005). We identified two high-confidence risk genes, each containing two de novo damaging variants in unrelated probands: CHD8 (Chromodomain Helicase DNA Binding Protein 8) and SCUBE1 (Signal Peptide, CUB Domain And EGF Like Domain Containing 1). Based on our data, we estimate that 34% of de novo damaging variants seen in OCD contribute to risk, and that de novo damaging variants in approximately 335 genes contribute to risk in 22% of OCD cases. Furthermore, genes harboring de novo damaging variants in OCD are enriched for those reported in neurodevelopmental disorders, particularly autism spectrum disorders. An exploratory network analysis reveals significant functional connectivity and enrichment in canonical pathways related to immune response.

Abstract Pediatric brain tumors are the leading cause of cancer-related death in children in the United States and contribute a disproportionate number of potential years of life lost compared to adult cancers. Moreover, survivors frequently suffer long-term side effects, including secondary cancers. The Children’s Brain Tumor Network (CBTN) is a multi-institutional international clinical research consortium created to advance therapeutic development through the collection and rapid distribution of biospecimens and data via open-science research platforms for real-time access and use by the global research community. The CBTN’s 32 member institutions utilize a shared regulatory governance architecture at the Children’s Hospital of Philadelphia to accelerate and maximize the use of biospecimens and data. As of August 2022, CBTN has enrolled over 4,700 subjects, over 1,500 parents, and collected over 65,000 biospecimen aliquots for research. Additionally, over 80 preclinical models have been developed from collected tumors. Multi-omic data for over 1,000 tumors and germline material is currently available with data generation for > 5,000 samples underway. To our knowledge, CBTN provides the largest open-access pediatric brain tumor multi-omic dataset annotated with longitudinal clinical and outcome data, imaging, associated biospecimens, child-parent genomic pedigrees, and in vivo and in vitro preclinical models. Empowered by NIH-supported platforms such as the Kids First Data Resource and the Childhood Cancer Data Initiative, the CBTN continues to expand the resources needed for scientists to accelerate translational impact for improved outcomes and quality of life for children with brain and spinal cord tumors.