Autism spectrum disorder (ASD) risk is influenced by common polygenic and de novo variation. We aimed to clarify the influence of polygenic risk for ASD and to identify subgroups of ASD cases, including those with strongly acting de novo variants, in which polygenic risk is relevant. Using a novel approach called the polygenic transmission disequilibrium test and data from 6,454 families with a child with ASD, we show that polygenic risk for ASD, schizophrenia, and greater educational attainment is over-transmitted to children with ASD. These findings hold independent of proband IQ. We find that polygenic variation contributes additively to risk in ASD cases who carry a strongly acting de novo variant. Lastly, we show that elements of polygenic risk are independent and differ in their relationship with phenotype. These results confirm that the genetic influences on ASD are additive and suggest that they create risk through at least partially distinct etiologic pathways.

Background. There are well-established epidemiologic associations between advanced paternal age and increased offspring risk for several psychiatric and developmental disorders. These associations are commonly attributed to age-related de novo mutations. However, the actual magnitude of risk conferred by age-related de novo mutations in the male germline is unknown. Quantifying this risk would clarify the clinical and public health significance of delayed paternity. Methods. Using results from large, parent-child trio whole-exome-sequencing studies, we estimated the relationship between paternal-age-related de novo single nucleotide variants (dnSNVs) and offspring risk for five disorders: autism spectrum disorders (ASD), congenital heart disease (CHD), neurodevelopmental disorders with epilepsy (EPI), intellectual disability (ID), and schizophrenia (SCZ). Using Danish national registry data, we then investigated the degree to which the epidemiologic association between each disorder and advanced paternal age was consistent with the estimated role of de novo mutations. Results. Incidence rate ratios comparing dnSNV-based risk to offspring of 45 versus 25-year-old fathers ranged from 1.05 (95% confidence interval 1.01-1.13) for SCZ to 1.29 (95% CI 1.13-1.68) for ID. Epidemiologic estimates of paternal age risk for CHD, ID and EPI were consistent with the dnSNV effect. However, epidemiologic effects for ASDs and SCZ significantly exceeded the risk that could be explained by dnSNVs alone (p<2e-4 for both comparisons). Conclusion. Increasing dnSNVs due to advanced paternal age confer a small amount of offspring risk for psychiatric and developmental disorders. For ASD and SCZ, epidemiologic associations with delayed paternity largely reflect factors that cannot be assumed to increase with age.

This Viewpoint discusses why it is important for psychiatry residency programs to continue to prioritize the training of psychiatrist-scientists.

Autism spectrum disorder (ASD) risk is influenced by both common polygenic and de novo variation. The purpose of this analysis was to clarify the influence of common polygenic risk for ASDs and to identify subgroups of cases, including those with strong acting de novo variants, in which different types of polygenic risk are relevant. To do so, we extend the transmission disequilibrium approach to encompass polygenic risk scores, and introduce with polygenic transmission disequilibrium test. Using data from more than 6,400 children with ASDs and 15,000 of their family members, we show that polygenic risk for ASDs, schizophrenia, and educational attainment is over transmitted to children with ASDs in two independent samples, but not to their unaffected siblings. These findings hold independent of proband IQ. We find that common polygenic variation contributes additively to ASD risk in cases that carry a very strong acting de novo variant. Lastly, we find evidence that elements of polygenic risk are independent and differ in their relationship with proband phenotype. These results confirm that ASDs' genetic influences are highly additive and suggest that they create risk through at least partially distinct etiologic pathways.