Patrick Gaffney and colleagues report results of a genome-wide association study for systemic lupus erythematosus (SLE), identifying variants in the TNFAIP3 region on 6q23 that are strongly associated with the disease. In a related study, Lindsey Criswell and colleagues report a similar association between variants near TNFAIP3 and SLE. The same region on 6q23 has recently been associated with rheumatoid arthritis, but only a subset of risk alleles in this region seem to be common to both diseases. Systemic lupus erythematosus (SLE) is an autoimmune disease influenced by genetic and environmental factors. We carried out a genome-wide association scan and replication study and found an association between SLE and a variant in TNFAIP3 (rs5029939, meta-analysis P = 2.89 × 10−12, OR = 2.29). We also found evidence of two independent signals near TNFAIP3 associated with SLE, including one previously associated with rheumatoid arthritis (RA). These results establish that variants near TNFAIP3 contribute to differential risk of SLE and RA.

Sjögren's syndrome is a common autoimmune disease (affecting ∼0.7% of European Americans) that typically presents as keratoconjunctivitis sicca and xerostomia. Here we report results of a large-scale association study of Sjögren's syndrome. In addition to strong association within the human leukocyte antigen (HLA) region at 6p21 (Pmeta = 7.65 × 10(-114)), we establish associations with IRF5-TNPO3 (Pmeta = 2.73 × 10(-19)), STAT4 (Pmeta = 6.80 × 10(-15)), IL12A (Pmeta = 1.17 × 10(-10)), FAM167A-BLK (Pmeta = 4.97 × 10(-10)), DDX6-CXCR5 (Pmeta = 1.10 × 10(-8)) and TNIP1 (Pmeta = 3.30 × 10(-8)). We also observed suggestive associations (Pmeta < 5 × 10(-5)) with variants in 29 other regions, including TNFAIP3, PTTG1, PRDM1, DGKQ, FCGR2A, IRAK1BP1, ITSN2 and PHIP, among others. These results highlight the importance of genes that are involved in both innate and adaptive immunity in Sjögren's syndrome.

Abstract COVID-19 is caused by severe acute respiratory syndrome-coronavirus-2 (SARS-CoV-2). The severity of COVID-19 is highly variable and related to known (e.g., age, obesity, immune deficiency) and unknown risk factors. The widespread clinical symptoms encompass a large group of asymptomatic COVID-19 patients, raising a crucial question regarding genetic susceptibility, e.g., whether individual differences in immunity play a role in patient symptomatology and how much human leukocyte antigen (HLA) contributes to this. To reveal genetic determinants of susceptibility to COVID-19 severity in the population and further explore potential immune-related factors, we performed a genome-wide association study on 284 confirmed COVID-19 patients (cases) and 95 healthy individuals (controls). We compared cases and controls of European (EUR) ancestry and African American (AFR) ancestry separately. We identified two loci on chromosomes 5q32 and 11p12, which reach the significance threshold of suggestive association (p<1×10 -5 threshold adjusted for multiple trait testing) and are associated with the COVID-19 susceptibility in the European ancestry (index rs17448496: odds ratio [OR] = 0.173; 95% confidence interval [CI], 0.08–0.36 for G allele; p=5.15× 10 -5 and index rs768632395: OR = 0.166; 95% CI, 0.07–0.35 for A allele; p= 4.25×10 -6 , respectively), which were associated with two genes, PPP2R2B at 5q32, and LRRC4C at 11p12, respectively. To explore the linkage between HLA and COVID-19 severity, we applied fine-mapping analysis to dissect the HLA association with mild and severe cases. Using In-silico binding predictions to map the binding of risk/protective HLA to the viral structural proteins, we found the differential presentation of viral peptides in both ancestries. Lastly, extrapolation of the identified HLA from the cohort to the worldwide population revealed notable correlations. The study uncovers possible differences in susceptibility to COVID-19 in different ancestral origins in the genetic background, which may provide new insights into the pathogenesis and clinical treatment of the disease.

Fine mapping and bioinformatic analysis of the DDX6-CXCR5 genetic risk association in Sjogrens Disease (SjD) and Systemic Lupus Erythematosus (SLE) identified five common SNPs with functional evidence in immune cell types: rs4938573, rs57494551, rs4938572, rs4936443, rs7117261. Functional interrogation of nuclear protein binding affinity, enhancer/promoter regulatory activity, and chromatin-chromatin interactions in immune, salivary gland epithelial, and kidney epithelial cells revealed cell type-specific allelic effects for all five SNPs that expanded regulation beyond effects on DDX6 and CXCR5 expression. Mapping the local chromatin regulatory network revealed several additional genes of interest, including lnc-PHLDB1-1. Collectively, functional characterization implicated the risk alleles of these SNPs as modulators of promoter and/or enhancer activities that regulate cell type-specific expression of DDX6, CXCR5, and lnc-PHLDB1-1, among others. Further, these findings emphasize the importance of exploring the functional significance of SNPs in the context of complex chromatin architecture in disease-relevant cell types and tissues.

Abstract Objectives Sjögren’s disease (SjD) is a common exocrine disorder typified by chronic inflammation and dryness, but also profound fatigue, suggesting a pathological basis in cellular bioenergetics. In healthy states, damaged or dysfunctional mitochondrial components are broken down and recycled by mitophagy, a specialized form of autophagy. In many autoimmune disorders, however, evidence suggests that dysfunctional mitophagy allows poorly functioning mitochondria to persist and contribute to a cellular milieu with elevated reactive oxygen species. We hypothesized that mitophagic processes are dysregulated in SjD and that dysfunctional mitochondria contribute to overall fatigue. We sought to link fatigue with mitochondrial dysfunction directly in SjD, heretofore unexamined, and further sought to assess the pathogenic extent and implications of dysregulated mitophagy in SjD. Methods We isolated pan T cells via negative selection from the peripheral blood mononuclear cells of 17 SjD and 8 age-matched healthy subjects, all of whom completed fatigue questionnaires prior to phlebotomy. Isolated T cells were analyzed for mitochondrial oxygen consumption rate (OCR) and glycolysis using Seahorse, and linear correlations with fatigue measures were assessed. A mitophagy transcriptional signature in SjD was identified by reanalysis of whole-blood microarray data from 190 SjD and 32 healthy subjects. Differential expression analyses were performed by case/control and subgroup analyses comparing SjD patients by mitophagy transcriptional cluster against healthy subjects followed by bioinformatic interpretation using gene set enrichment analysis. Results Basal OCR, ATP-linked respiration, maximal respiration, and reserve capacity were significantly lower in SjD compared to healthy subjects with no observed differences in non-mitochondrial respiration, basal glycolysis, or glycolytic stress. SjD lymphocytic mitochondria show structural alterations compared to healthy subjects. Fatigue scores related to pain/discomfort in SjD correlated with the altered OCR. Results from subgroup analyses by mitophagic SjD clusters revealed highly variable inter-cluster differentially expressed genes (DEGs) and expanded the number of SjD-associated gene targets by tenfold within the same dataset. Conclusion Mitochondrial dysfunction, associated with fatigue, is a significant problem in SjD and warrants further investigation.

Background:

 A loss of tolerance to self-antigens leads to increased levels of autoantibodies against nuclear components (ANAs) prior to clinical disease onset. However, only about 4-8% develop autoimmune disease. Patients with incomplete lupus erythematosus (ILE) exhibit some clinical symptoms with most never progressing to Systemic Lupus Erythematosus (SLE). Exact mechanisms involved in T cell dysregulation and progression of autoimmune disease remain unclear. 

Objectives:

 Investigate whether alterations in T cell populations and activation of cellular pathways are dysregulated during autoimmunity development. 

Methods:

 PBMCs from 64 subjects, divided evenly among ancestry (African, European American) and disease group: healthy (ANA-), healthy with autoantibodies (ANA+), ILE, SLE, were sorted with microfluidic flow cytometer to remove dead cells and used for multiomics single-cell analysis with 5'scRNA-seq/137-plex Total-seq, BCR/TCR repertoire to identify distinct disease-associated clusters, differential gene signatures and dysregulated pathways. Cell counts were confirmed via CyTOF. Serum soluble biomarkers levels were obtained via Olink Proximity Extension Assay (Explore HT). 

Results:

 We obtained profiles for ~650,000 cells across all PBMCs. Differences in T cell fractions were observed by disease group. Analysis of differentially expressed genes revealed the importance of metabolic processes, such as autophagy and oxidative phosphorylation; downregulation of mitochondrial dysfunction in ANA+ and upregulation of MAPK and receptor kinase signaling in ILE and SLE. Pathway analysis indicates downregulation of TNFR Signaling in SLE compared to ILE and cytokine storm signaling in ANA+ compared to ANA-. These finding were confirmed by protein. Gene set enrichment analysis of serum soluble biomarkers indicated upregulation of T cell activation, proliferation, antigen presentation, MAPK cascade and receptor kinase signaling in ILE and SLE. We observed upregulation of MAP2K6 and MAP3K5 proteins in ILE compared to ANA+ (non-parametric test; pad <0.05). Furthermore, we identified a CD4+ T cell population (CTL) with elevated expression of cytotoxic markers PRF1, GZMB, NKG7, CCL5 and transcription factors: ZNF683, IKZF1, TBX21, ZEB2. Individuals with that population express higher level of IFN related genes. Pathway analysis of CTL indicates upregulation of antiviral response, cellular cytotoxicity and exhaustion in ILE and SLE witth IFNG, STAT3 and IL10 determined as activated upstream regulators. Olink assay confirmed these results and revealed IFNB1 upregulation and viral response. TCR analysis indicates both CTL and CD8+ cytotoxic T cells have largest fraction of expanded clonotypes, with increased levels of TRAV19, TRAV8, TRAV38. Clonotypes similar transcriptionally, restricted to those two populations, are associated with higher expression of TXNIP, TMSB4X, HLA, GZMB and shared among ANA+ and ILE individuals. 

Conclusion:

 Dysregulation of signaling in T cell activation appears to be manifesting in increased oxidative phosphorylation, dysregulation of MAPK kinases or alterations in apoptotic pathways and might be suggestive of a preclinical autoimmunity development trajectory and associated with clonal expansion. Alterations of these processes vary by ancestral background, reflecting the heterogeneity of SLE presentation. 

REFERENCES:

 [1] Dorner, T. and R. Furie, Novel paradigms in systemic lupus erythematosus. Lancet, 2019 [2] Slight-Webb, S., et al., Autoantibody-positive healthy individuals with lower lupus risk display a unique immune endotype. J Allergy Clin Immunol, 2020 

Acknowledgements:

 NIL. 

Disclosure of Interests:

 None declared.