Ruth Loos and colleagues report results of a large genome-wide association study for body mass index. They identify 18 new loci associated with this trait, some of which map near key hypothalamic regulators of energy balance. Obesity is globally prevalent and highly heritable, but its underlying genetic factors remain largely elusive. To identify genetic loci for obesity susceptibility, we examined associations between body mass index and ∼2.8 million SNPs in up to 123,865 individuals with targeted follow up of 42 SNPs in up to 125,931 additional individuals. We confirmed 14 known obesity susceptibility loci and identified 18 new loci associated with body mass index (P < 5 × 10−8), one of which includes a copy number variant near GPRC5B. Some loci (at MC4R, POMC, SH2B1 and BDNF) map near key hypothalamic regulators of energy balance, and one of these loci is near GIPR, an incretin receptor. Furthermore, genes in other newly associated loci may provide new insights into human body weight regulation.

To identify common variants influencing body mass index (BMI), we analyzed genome-wide association data from 16,876 individuals of European descent. After previously reported variants in FTO, the strongest association signal (rs17782313, P = 2.9 × 10−6) mapped 188 kb downstream of MC4R (melanocortin-4 receptor), mutations of which are the leading cause of monogenic severe childhood-onset obesity. We confirmed the BMI association in 60,352 adults (per-allele effect = 0.05 Z-score units; P = 2.8 × 10−15) and 5,988 children aged 7–11 (0.13 Z-score units; P = 1.5 × 10−8). In case-control analyses (n = 10,583), the odds for severe childhood obesity reached 1.30 (P = 8.0 × 10−11). Furthermore, we observed overtransmission of the risk allele to obese offspring in 660 families (P (pedigree disequilibrium test average; PDT-avg) = 2.4 × 10−4). The SNP location and patterns of phenotypic associations are consistent with effects mediated through altered MC4R function. Our findings establish that common variants near MC4R influence fat mass, weight and obesity risk at the population level and reinforce the need for large-scale data integration to identify variants influencing continuous biomedical traits.

Mice deficient in the lipid sensor GPR120 develop obesity, glucose intolerance and fatty liver when fed a high-fat diet, and a loss-of-function variant in the GPR120 gene strongly contributes to increased obesity in human. The G-protein-coupled receptor GPR120 is a receptor for free fatty acids, and is involved in homeostasis mechanisms such as fat-cell generation and the regulation of appetite. Here it is shown that without GPR120, mice on a high-fat diet develop obesity, glucose intolerance and fatty liver. In humans, GPR120 expression in adipose tissue is shown to be significantly elevated in obesity. The authors also identify a mutation that inhibits GPR120 signalling activity and is associated with an increased risk for obesity in Europeans. Free fatty acids provide an important energy source as nutrients, and act as signalling molecules in various cellular processes1,2,3,4. Several G-protein-coupled receptors have been identified as free-fatty-acid receptors important in physiology as well as in several diseases3,5,6,7,8,9,10,11,12,13. GPR120 (also known as O3FAR1) functions as a receptor for unsaturated long-chain free fatty acids and has a critical role in various physiological homeostasis mechanisms such as adipogenesis, regulation of appetite and food preference5,6,14,15,16. Here we show that GPR120-deficient mice fed a high-fat diet develop obesity, glucose intolerance and fatty liver with decreased adipocyte differentiation and lipogenesis and enhanced hepatic lipogenesis. Insulin resistance in such mice is associated with reduced insulin signalling and enhanced inflammation in adipose tissue. In human, we show that GPR120 expression in adipose tissue is significantly higher in obese individuals than in lean controls. GPR120 exon sequencing in obese subjects reveals a deleterious non-synonymous mutation (p.R270H) that inhibits GPR120 signalling activity. Furthermore, the p.R270H variant increases the risk of obesity in European populations. Overall, this study demonstrates that the lipid sensor GPR120 has a key role in sensing dietary fat and, therefore, in the control of energy balance in both humans and rodents.

Background Obesity is a major health problem. Although heritability is substantial, genetic mechanisms predisposing to obesity are not very well understood. We have performed a genome wide association study (GWA) for early onset (extreme) obesity. Methodology/Principal Findings a) GWA (Genome-Wide Human SNP Array 5.0 comprising 440,794 single nucleotide polymorphisms) for early onset extreme obesity based on 487 extremely obese young German individuals and 442 healthy lean German controls; b) confirmatory analyses on 644 independent families with at least one obese offspring and both parents. We aimed to identify and subsequently confirm the 15 SNPs (minor allele frequency ≥10%) with the lowest p-values of the GWA by four genetic models: additive, recessive, dominant and allelic. Six single nucleotide polymorphisms (SNPs) in FTO (fat mass and obesity associated gene) within one linkage disequilibrium (LD) block including the GWA SNP rendering the lowest p-value (rs1121980; log-additive model: nominal p = 1.13×10−7, corrected p = 0.0494; odds ratio (OR)CT 1.67, 95% confidence interval (CI) 1.22–2.27; ORTT 2.76, 95% CI 1.88–4.03) belonged to the 15 SNPs showing the strongest evidence for association with obesity. For confirmation we genotyped 11 of these in the 644 independent families (of the six FTO SNPs we chose only two representing the LD bock). For both FTO SNPs the initial association was confirmed (both Bonferroni corrected p<0.01). However, none of the nine non-FTO SNPs revealed significant transmission disequilibrium. Conclusions/Significance Our GWA for extreme early onset obesity substantiates that variation in FTO strongly contributes to early onset obesity. This is a further proof of concept for GWA to detect genes relevant for highly complex phenotypes. We concurrently show that nine additional SNPs with initially low p-values in the GWA were not confirmed in our family study, thus suggesting that of the best 15 SNPs in the GWA only the FTO SNPs represent true positive findings.

A protocol providing guidelines on the organizational aspects of genome-wide association meta-analyses and to implement quality control at the study file level, the meta-level across studies, and the meta-analysis output level. Rigorous organization and quality control (QC) are necessary to facilitate successful genome-wide association meta-analyses (GWAMAs) of statistics aggregated across multiple genome-wide association studies. This protocol provides guidelines for (i) organizational aspects of GWAMAs, and for (ii) QC at the study file level, the meta-level across studies and the meta-analysis output level. Real-world examples highlight issues experienced and solutions developed by the GIANT Consortium that has conducted meta-analyses including data from 125 studies comprising more than 330,000 individuals. We provide a general protocol for conducting GWAMAs and carrying out QC to minimize errors and to guarantee maximum use of the data. We also include details for the use of a powerful and flexible software package called EasyQC. Precise timings will be greatly influenced by consortium size. For consortia of comparable size to the GIANT Consortium, this protocol takes a minimum of about 10 months to complete.

Radioembolization has been demonstrated to allow locoregional therapy of patients with hepatocellular carcinoma not eligible for transarterial chemoembolization or other local therapies. The aim of this study was to validate evidence of the safety and efficacy of this treatment in a European sample of patients with advanced hepatocellular carcinoma (HCC). Therefore, 108 consecutive patients with advanced HCC and liver cirrhosis were included. Yttrium-90 (Y-90) microspheres were administered in a lobar fashion over the right or left branch of the hepatic artery. The response to treatment was evaluated by computed tomography (CT) imaging applying Response Evaluation Criteria in Solid Tumors (RECIST) and World Health Organization (WHO) criteria with recent European Association for the Study of the Liver / National Cancer Institute (EASL/NCI) amendments. Time to progression (TTP) and overall survival were estimated by the Kaplan-Meier method. In all, 159 treatment sessions were performed ranging between one to three treatments per patient. The mean radiation dose per treatment was 120 (± 18) Gy. According to EASL criteria, complete responses were determined in 3% of patients, partial responses in 37%, stable disease 53%, and primary progression in 6% of patients. TTP was 10.0 months, whereas the median overall survival was 16.4 months. No lung or visceral toxicity was observed. The most frequently observed adverse events was a transient fatigue-syndrome.Radioembolization with Y-90 glass microspheres for patients with advanced HCC is a safe and effective treatment which can be utilized even in patients with compromised liver function. Because TTP and survival appear to be comparable to systemic therapy in selected patients with advanced HCC, randomized controlled trials in combination with systemic therapy are warranted.

Given the anthropometric differences between men and women and previous evidence of sex-difference in genetic effects, we conducted a genome-wide search for sexually dimorphic associations with height, weight, body mass index, waist circumference, hip circumference, and waist-to-hip-ratio (133,723 individuals) and took forward 348 SNPs into follow-up (additional 137,052 individuals) in a total of 94 studies. Seven loci displayed significant sex-difference (FDR<5%), including four previously established (near GRB14/COBLL1, LYPLAL1/SLC30A10, VEGFA, ADAMTS9) and three novel anthropometric trait loci (near MAP3K1, HSD17B4, PPARG), all of which were genome-wide significant in women (P<5×10−8), but not in men. Sex-differences were apparent only for waist phenotypes, not for height, weight, BMI, or hip circumference. Moreover, we found no evidence for genetic effects with opposite directions in men versus women. The PPARG locus is of specific interest due to its role in diabetes genetics and therapy. Our results demonstrate the value of sex-specific GWAS to unravel the sexually dimorphic genetic underpinning of complex traits.

Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is a lung inflammatory process caused mainly by sepsis. Most previous studies that identified genetic risks for ARDS focused on candidates with biological relevance. We aimed to identify novel genetic variants associated with ARDS susceptibility and to provide complementary functional evidence of their effect in gene regulation.We did a case-control genome-wide association study (GWAS) of 1935 European individuals, using patients with sepsis-associated ARDS as cases and patients with sepsis without ARDS as controls. The discovery stage included 672 patients admitted into a network of Spanish intensive care units between January, 2002, and January, 2017. The replication stage comprised 1345 individuals from two independent datasets from the MESSI cohort study (Sep 22, 2008-Nov 30, 2017; USA) and the VISEP (April 1, 2003-June 30, 2005) and MAXSEP (Oct 1, 2007-March 31, 2010) trials of the SepNet study (Germany). Results from discovery and replication stages were meta-analysed to identify association signals. We then used RNA sequencing data from lung biopsies, in-silico analyses, and luciferase reporter assays to assess the functionallity of associated variants.We identified a novel genome-wide significant association with sepsis-associated ARDS susceptibility (rs9508032, odds ratio [OR] 0·61, 95% CI 0·41-0·91, p=5·18 × 10-8) located within the Fms-related tyrosine kinase 1 (FLT1) gene, which encodes vascular endothelial growth factor receptor 1 (VEGFR-1). The region containing the sentinel variant and its best proxies acted as a silencer for the FLT1 promoter, and alleles with protective effects in ARDS further reduced promoter activity (p=0·0047). A literature mining of all previously described ARDS genes validated the association of vascular endothelial growth factor A (VEGFA; OR 0·55, 95% CI 0·41-0·73; p=4·69 × 10-5).A common variant within the FLT1 gene is associated with sepsis-associated ARDS. Our findings support a role for the vascular endothelial growth factor signalling pathway in ARDS pathogenesis and identify VEGFR-1 as a potential therapeutic target.Instituto de Salud Carlos III, European Regional Development Funds, Instituto Tecnológico y de Energías Renovables.

Abstract Infectious events, such as sepsis and invasive fungal disease (IFD), pose significant risks in patients with acute myeloid leukemia (AML). Previous studies, including our own, have suggested a potential role of single nucleotide polymorphisms (SNPs) within the innate immune system in influencing individual infection susceptibility. However, many of these associations lack validation in independent cohorts. This study sought to validate the impact of 11 candidate SNPs across 6 genes ( TLR2, TLR4, Dectin-1, DC-SIGN, PTX3, L-Ficolin ) in an independent cohort of patients. Two cohorts with newly diagnosed AML patients receiving intensive induction chemotherapy were analyzed: a stratification cohort comprising 186 patients and a validation cohort consisting of 138 patients. Multiple SNPs in each cohort were found to be associated to infectious complications, notably the DC-SIGN SNP rs4804800 demonstrated a significant association with sepsis in both cohorts. SNPs within the PTX3 and Dectin-1 genes were linked to IFD development in one cohort each. This study represents the first validation study of candidate genes associated with infectious events in AML patients after intensive induction chemotherapy. Identifying genetic predispositions to infections could significantly impact the management of antimicrobial prophylaxis and treatment in AML patients.

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.