Anorexia nervosa (AN) is a complex and serious eating disorder, occurring in ~1% of individuals. Despite having the highest mortality rate of any psychiatric disorder, little is known about the aetiology of AN, and few effective treatments exist. Global efforts to collect large sample sizes of individuals with AN have been highly successful, and a recent study consequently identified the first genome-wide significant locus involved in AN. This result, coupled with other recent studies and epidemiological evidence, suggest that previous characterizations of AN as a purely psychiatric disorder are over-simplified. Rather, both neurological and metabolic pathways may also be involved. In order to elucidate more of the system-specific aetiology of AN, we applied transcriptomic imputation methods to 3,495 cases and 10,982 controls, collected by the Eating Disorders Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium (PGC-ED). Transcriptomic Imputation (TI) methods approaches use machine-learning methods to impute tissue-specific gene expression from large genotype data using curated eQTL reference panels. These offer an exciting opportunity to compare gene associations across neurological and metabolic tissues. Here, we applied CommonMind Consortium (CMC) and GTEx-derived gene expression prediction models for 13 brain tissues and 12 tissues with potential metabolic involvement (adipose, adrenal gland, 2 colon, 3 esophagus, liver, pancreas, small intestine, spleen, stomach). We identified 35 significant gene-tissue associations within the large chromosome 12 region described in the recent PGC-ED GWAS. We applied forward stepwise conditional analyses and FINEMAP to associations within this locus to identify putatively causal signals. We identified four independently associated genes; RPS26, C12orf49, SUOX, and RDH16. We also identified two further genome-wide significant gene-tissue associations, both in brain tissues; REEP5, in the dorso-lateral pre-frontal cortex (DLPFC; p=8.52x10-07), and CUL3, in the caudate basal ganglia (p=1.8x10-06). These genes are significantly enriched for associations with anthropometric phenotypes in the UK BioBank, as well as multiple psychiatric, addiction, and appetite/satiety pathways. Our results support a model of AN risk influenced by both metabolic and psychiatric factors.

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.

Background: Genetic factors contribute to anorexia nervosa (AN); and the first genome-wide significant locus has been identified. We describe methods and procedures for the Anorexia Nervosa Genetics Initiative (ANGI), an international collaboration designed to rapidly recruit 13,000 individuals with AN as well as ancestrally matched controls. We present sample characteristics and the utility of an online eating disorder diagnostic questionnaire suitable for large-scale genetic and population research. Methods: ANGI recruited from the United States (US), Australia/New Zealand (ANZ), Sweden (SE), and Denmark (DK). Recruitment was via national registers (SE, DK); treatment centers (US, ANZ, SE, DK); and social and traditional media (US, ANZ, SE). All cases had a lifetime AN diagnosis based on DSM-IV or ICD-10 criteria (excluding amenorrhea). Recruited controls had no lifetime history of disordered eating behaviors. To assess the positive and negative predictive validity of the online eating disorder questionnaire (ED100K-v1), 109 women also completed the Structured Clinical Interview for DSM-IV (SCID), Module H. Results: Blood samples and clinical information were collected from 13,364 individuals with lifetime AN and from controls. Online diagnostic phenotyping was effective and efficient; the validity of the questionnaire was acceptable. Conclusions: Our multi-pronged recruitment approach was highly effective for rapid recruitment and can be used as a model for efforts by other groups. High online presence of individuals with AN rendered the Internet/social media a remarkably effective recruitment tool in some countries. ANGI has substantially augmented Psychiatric Genomics Consortium AN sample collection. ANGI is a registered clinical trial: clinicaltrials.gov NCT01916538; https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT01916538?cond=Anorexia+Nervosa&draw=1&rank=3.