With the advent of large genomic data sets, geneticists can examine at a new level the influence of genes on behaviour. Two groups have conducted genome-wide association studies involving lung cancer, and both find that sequences in the nicotinic acetylcholine receptor subunit gene cluster contribute susceptibility, although the groups took different paths to this result. Hung et al. suggest that this susceptibility is not related to smoking status or frequency, and show association with a specific amino acid change. Thorgeirsson et al. find that alleles present in a cluster of nicotinic acid receptor genes do not influence whether or not a person smokes, but do affect the number of cigarettes smoked per day, and are therefore also associated with risk of lung cancer and peripheral arterial disease. Either way, the possible potential of nicotinic acetylcholine receptors as drug targets is underlined. A genome-wide association study for lung cancer finds that genetic sequences in the nicotinic acetylcholine receptor subunit gene cluster contribute susceptibility. Interestingly, this susceptibility is not related to smoking status or frequency, and seems to come from a change in an amino acid in the receptor itself. Lung cancer is the most common cause of cancer death worldwide, with over one million cases annually1. To identify genetic factors that modify disease risk, we conducted a genome-wide association study by analysing 317,139 single-nucleotide polymorphisms in 1,989 lung cancer cases and 2,625 controls from six central European countries. We identified a locus in chromosome region 15q25 that was strongly associated with lung cancer (P = 9 × 10-10). This locus was replicated in five separate lung cancer studies comprising an additional 2,513 lung cancer cases and 4,752 controls (P = 5 × 10-20 overall), and it was found to account for 14% (attributable risk) of lung cancer cases. Statistically similar risks were observed irrespective of smoking status or propensity to smoke tobacco. The association region contains several genes, including three that encode nicotinic acetylcholine receptor subunits (CHRNA5, CHRNA3 and CHRNB4). Such subunits are expressed in neurons and other tissues, in particular alveolar epithelial cells, pulmonary neuroendocrine cells and lung cancer cell lines2,3, and they bind to N′-nitrosonornicotine and potential lung carcinogens4. A non-synonymous variant of CHRNA5 that induces an amino acid substitution (D398N) at a highly conserved site in the second intracellular loop of the protein is among the markers with the strongest disease associations. Our results provide compelling evidence of a locus at 15q25 predisposing to lung cancer, and reinforce interest in nicotinic acetylcholine receptors as potential disease candidates and chemopreventative targets5.

Characterized primarily by a low body-mass index, anorexia nervosa is a complex and serious illness1, affecting 0.9–4% of women and 0.3% of men2–4, with twin-based heritability estimates of 50–60%5. Mortality rates are higher than those in other psychiatric disorders6, and outcomes are unacceptably poor7. Here we combine data from the Anorexia Nervosa Genetics Initiative (ANGI)8,9 and the Eating Disorders Working Group of the Psychiatric Genomics Consortium (PGC-ED) and conduct a genome-wide association study of 16,992 cases of anorexia nervosa and 55,525 controls, identifying eight significant loci. The genetic architecture of anorexia nervosa mirrors its clinical presentation, showing significant genetic correlations with psychiatric disorders, physical activity, and metabolic (including glycemic), lipid and anthropometric traits, independent of the effects of common variants associated with body-mass index. These results further encourage a reconceptualization of anorexia nervosa as a metabo-psychiatric disorder. Elucidating the metabolic component is a critical direction for future research, and paying attention to both psychiatric and metabolic components may be key to improving outcomes. Genome-wide analyses identify eight independent loci associated with anorexia nervosa. Genetic correlations implicate both psychiatric and metabolic components in the etiology of this disorder, even after adjusting for the effects of common variants associated with body mass index.

Background Assessing the relationship between lung cancer and metabolic conditions is challenging because of the confounding effect of tobacco. Mendelian randomization (MR), or the use of genetic instrumental variables to assess causality, may help to identify the metabolic drivers of lung cancer. Methods and findings We identified genetic instruments for potential metabolic risk factors and evaluated these in relation to risk using 29,266 lung cancer cases (including 11,273 adenocarcinomas, 7,426 squamous cell and 2,664 small cell cases) and 56,450 controls. The MR risk analysis suggested a causal effect of body mass index (BMI) on lung cancer risk for two of the three major histological subtypes, with evidence of a risk increase for squamous cell carcinoma (odds ratio (OR) [95% confidence interval (CI)] = 1.20 [1.01–1.43] and for small cell lung cancer (OR [95%CI] = 1.52 [1.15–2.00]) for each standard deviation (SD) increase in BMI [4.6 kg/m2]), but not for adenocarcinoma (OR [95%CI] = 0.93 [0.79–1.08]) (Pheterogeneity = 4.3x10-3). Additional analysis using a genetic instrument for BMI showed that each SD increase in BMI increased cigarette consumption by 1.27 cigarettes per day (P = 2.1x10-3), providing novel evidence that a genetic susceptibility to obesity influences smoking patterns. There was also evidence that low-density lipoprotein cholesterol was inversely associated with lung cancer overall risk (OR [95%CI] = 0.90 [0.84–0.97] per SD of 38 mg/dl), while fasting insulin was positively associated (OR [95%CI] = 1.63 [1.25–2.13] per SD of 44.4 pmol/l). Sensitivity analyses including a weighted-median approach and MR-Egger test did not detect other pleiotropic effects biasing the main results. Conclusions Our results are consistent with a causal role of fasting insulin and low-density lipoprotein cholesterol in lung cancer etiology, as well as for BMI in squamous cell and small cell carcinoma. The latter relation may be mediated by a previously unrecognized effect of obesity on smoking behavior.

Paul Brennan and colleagues report a genome-wide association study for lung cancer susceptibility. In addition to a previously reported variant at 15q25, they detect and replicate a new association at 5p15.33. We carried out a genome-wide association study of lung cancer (3,259 cases and 4,159 controls), followed by replication in 2,899 cases and 5,573 controls. Two uncorrelated disease markers at 5p15.33, rs402710 and rs2736100 were detected by the genome-wide data (P = 2 × 10−7 and P = 4 × 10−6) and replicated by the independent study series (P = 7 × 10−5 and P = 0.016). The susceptibility region contains two genes, TERT and CLPTM1L, suggesting that one or both may have a role in lung cancer etiology.

Abstract Purpose: To provide a comprehensive, thorough analysis of somatic mutation and promoter hypermethylation of the von Hippel-Lindau (VHL) gene in the cancer genome, unique to clear cell renal cancer (ccRCC). Identify relationships between the prevalence of VHL gene alterations and alteration subtypes with patient and tumor characteristics. Experimental Design: As part of a large kidney cancer case-control study conducted in Central Europe, we analyzed VHL mutations and promoter methylation in 205 well-characterized, histologically confirmed patient tumor biopsies using a combination of sensitive, high-throughput methods (endonuclease scanning and Sanger sequencing) and analysis of 11 CpG sites in the VHL promoter. Results: We identified mutations in 82.4% of cases, the highest VHL gene mutation prevalence reported to date. Analysis of 11 VHL promoter CpG sites revealed that 8.3% of tumors were hypermethylated and all were mutation negative. In total, 91% of ccRCCs exhibited alteration of the gene through genetic or epigenetic mechanisms. Analysis of patient and tumor characteristics revealed that certain mutation subtypes were significantly associated with Fuhrman nuclear grade, metastasis, node positivity, and self-reported family history of RCC. Conclusion: Detection of VHL gene alterations using these accurate, sensitive, and practical methods provides evidence that the vast majority of histologically confirmed ccRCC tumors possess genetic or epigenetic alteration of the VHL gene and support the hypothesis that VHL alteration is an early event in ccRCC carcinogenesis. These findings also indicate that VHL molecular subtypes can provide a sensitive marker of tumor heterogeneity among histologically similar ccRCC cases for etiologic, prognostic, and translational studies.

Abstract Lung cancer is mainly caused by smoking, but the quantitative relations between smoking and histologic subtypes of lung cancer remain inconclusive. By using one of the largest lung cancer datasets ever assembled, we explored the impact of smoking on risks of the major cell types of lung cancer. This pooled analysis included 13,169 cases and 16,010 controls from Europe and Canada. Studies with population controls comprised 66.5% of the subjects. Adenocarcinoma (AdCa) was the most prevalent subtype in never smokers and in women. Squamous cell carcinoma (SqCC) predominated in male smokers. Age‐adjusted odds ratios (ORs) were estimated with logistic regression. ORs were elevated for all metrics of exposure to cigarette smoke and were higher for SqCC and small cell lung cancer (SCLC) than for AdCa. Current male smokers with an average daily dose of >30 cigarettes had ORs of 103.5 (95% confidence interval (CI): 74.8–143.2) for SqCC, 111.3 (95% CI: 69.8–177.5) for SCLC and 21.9 (95% CI: 16.6–29.0) for AdCa. In women, the corresponding ORs were 62.7 (95% CI: 31.5–124.6), 108.6 (95% CI: 50.7–232.8) and 16.8 (95% CI: 9.2–30.6), respectively. Although ORs started to decline soon after quitting, they did not fully return to the baseline risk of never smokers even 35 years after cessation. The major result that smoking exerted a steeper risk gradient on SqCC and SCLC than on AdCa is in line with previous population data and biological understanding of lung cancer development.

BackgroundExosomes arise from viable cancer cells and may reflect a different biology than circulating cell-free DNA (cfDNA) shed from dying tissues. We compare exosome-derived DNA (exoDNA) to cfDNA in liquid biopsies of patients with pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC).Patients and methodsPatient samples were obtained between 2003 and 2010, with clinically annotated follow up to 2015. Droplet digital PCR was performed on exoDNA and cfDNA for sensitive detection ofKRAS mutants at codons 12/13. A cumulative series of 263 individuals were studied, including a discovery cohort of 142 individuals: 68 PDAC patients of all stages; 20 PDAC patients initially staged with localized disease, with blood drawnafter resection for curative intent; and 54 age-matched healthy controls. A validation cohort of 121 individuals (39 cancer patients and 82 healthy controls) was studied to validateKRAS detection rates in early-stage PDAC patients. Primary outcome was circulatingKRAS status as detected by droplet digital PCR. Secondary outcomes were disease-free and overall survival.ResultsKRAS mutations in exoDNA, were identified in 7.4%, 66.7%, 80%, and 85% of age-matched controls, localized, locally advanced, and metastatic PDAC patients, respectively. Comparatively, mutantKRAS cfDNA was detected in 14.8%, 45.5%, 30.8%, and 57.9% of these individuals. Higher exoKRAS MAFs were associated with decreased disease-free survival in patients with localized disease. In the validation cohort, mutantKRAS exoDNA was detected in 43.6% of early-stage PDAC patients and 20% of healthy controls.ConclusionsExosomes are a distinct source of tumor DNA that may be complementary to other liquid biopsy DNA sources. A higher percentage of patients with localized PDAC exhibited detectableKRAS mutations in exoDNA than previously reported for cfDNA. A substantial minority of healthy samples demonstrated mutantKRAS in circulation, dictating careful consideration and application of liquid biopsy findings, which may limit its utility as a broad cancer-screening method.

Richard Houlston, Maria Teresa Landi and colleagues report the identification of large-effect associations for squamous lung cancer with rare variants in BRCA2 and CHEK2. We conducted imputation to the 1000 Genomes Project of four genome-wide association studies of lung cancer in populations of European ancestry (11,348 cases and 15,861 controls) and genotyped an additional 10,246 cases and 38,295 controls for follow-up. We identified large-effect genome-wide associations for squamous lung cancer with the rare variants BRCA2 p.Lys3326X (rs11571833, odds ratio (OR) = 2.47, P = 4.74 × 10−20) and CHEK2 p.Ile157Thr (rs17879961, OR = 0.38, P = 1.27 × 10−13). We also showed an association between common variation at 3q28 (TP63, rs13314271, OR = 1.13, P = 7.22 × 10−10) and lung adenocarcinoma that had been previously reported only in Asians. These findings provide further evidence for inherited genetic susceptibility to lung cancer and its biological basis. Additionally, our analysis demonstrates that imputation can identify rare disease-causing variants with substantive effects on cancer risk from preexisting genome-wide association study data.

Genome-wide association studies (GWAS) have been successful in identifying common genetic variation involved in susceptibility to etiologically complex disease. We conducted a GWAS to identify common genetic variation involved in susceptibility to upper aero-digestive tract (UADT) cancers. Genome-wide genotyping was carried out using the Illumina HumanHap300 beadchips in 2,091 UADT cancer cases and 3,513 controls from two large European multi-centre UADT cancer studies, as well as 4,821 generic controls. The 19 top-ranked variants were investigated further in an additional 6,514 UADT cancer cases and 7,892 controls of European descent from an additional 13 UADT cancer studies participating in the INHANCE consortium. Five common variants presented evidence for significant association in the combined analysis (p≤5×10−7). Two novel variants were identified, a 4q21 variant (rs1494961, p = 1×10−8) located near DNA repair related genes HEL308 and FAM175A (or Abraxas) and a 12q24 variant (rs4767364, p = 2×10−8) located in an extended linkage disequilibrium region that contains multiple genes including the aldehyde dehydrogenase 2 (ALDH2) gene. Three remaining variants are located in the ADH gene cluster and were identified previously in a candidate gene study involving some of these samples. The association between these three variants and UADT cancers was independently replicated in 5,092 UADT cancer cases and 6,794 controls non-overlapping samples presented here (rs1573496-ADH7, p = 5×10−8; rs1229984-ADH1B, p = 7×10−9; and rs698-ADH1C, p = 0.02). These results implicate two variants at 4q21 and 12q24 and further highlight three ADH variants in UADT cancer susceptibility.

Alison Klein and colleagues report a genome-wide meta-analysis to identify loci associated with pancreatic cancer risk. They identify associated variants at 17q25.1, 3q29, 7p13 and 2p13.3. Pancreatic cancer is the fourth leading cause of cancer death in the developed world1. Both inherited high-penetrance mutations in BRCA2 (ref. 2), ATM3, PALB2 (ref. 4), BRCA1 (ref. 5), STK11 (ref. 6), CDKN2A7 and mismatch-repair genes8 and low-penetrance loci are associated with increased risk9,10,11,12. To identify new risk loci, we performed a genome-wide association study on 9,925 pancreatic cancer cases and 11,569 controls, including 4,164 newly genotyped cases and 3,792 controls in 9 studies from North America, Central Europe and Australia. We identified three newly associated regions: 17q25.1 (LINC00673, rs11655237, odds ratio (OR) = 1.26, 95% confidence interval (CI) = 1.19–1.34, P = 1.42 × 10−14), 7p13 (SUGCT, rs17688601, OR = 0.88, 95% CI = 0.84–0.92, P = 1.41 × 10−8) and 3q29 (TP63, rs9854771, OR = 0.89, 95% CI = 0.85–0.93, P = 2.35 × 10−8). We detected significant association at 2p13.3 (ETAA1, rs1486134, OR = 1.14, 95% CI = 1.09–1.19, P = 3.36 × 10−9), a region with previous suggestive evidence in Han Chinese12. We replicated previously reported associations at 9q34.2 (ABO)9, 13q22.1 (KLF5)10, 5p15.33 (TERT and CLPTM1)10,11, 13q12.2 (PDX1)11, 1q32.1 (NR5A2)10, 7q32.3 (LINC-PINT)11, 16q23.1 (BCAR1)11 and 22q12.1 (ZNRF3)11. Our study identifies new loci associated with pancreatic cancer risk.