There is considerable variation in disease behavior among patients infected with severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2), the virus that causes coronavirus disease 2019 (Covid-19). Genomewide association analysis may allow for the identification of potential genetic factors involved in the development of Covid-19.

Sekar Kathiresan et al. report genome-wide association studies for polygenic dyslipidemia. From a meta-analysis of seven genome-wide association studies and follow-up in five replication studies, they identify 11 new genetic associations for LDL cholesterol, HDL cholesterol and triglycerides. Blood low-density lipoprotein (LDL) cholesterol, high-density lipoprotein (HDL) cholesterol and triglyceride levels are risk factors for cardiovascular disease. To dissect the polygenic basis of these traits, we conducted genome-wide association screens in 19,840 individuals and replication in up to 20,623 individuals. We identified 30 distinct loci associated with lipoprotein concentrations (each with P < 5 × 10−8), including 11 loci that reached genome-wide significance for the first time. The 11 newly defined loci include common variants associated with LDL cholesterol near ABCG8, MAFB, HNF1A and TIMD4; with HDL cholesterol near ANGPTL4, FADS1-FADS2-FADS3, HNF4A, LCAT, PLTP and TTC39B; and with triglycerides near AMAC1L2, FADS1-FADS2-FADS3 and PLTP. The proportion of individuals exceeding clinical cut points for high LDL cholesterol, low HDL cholesterol and high triglycerides varied according to an allelic dosage score (P < 10−15 for each trend). These results suggest that the cumulative effect of multiple common variants contributes to polygenic dyslipidemia.

Getting HIV Under Control Approximately 1 in 300 people infected with HIV are HIV “controllers” who are able to maintain long-term control of the virus without medication and who do not progress to AIDS. Uncovering the genetic basis for this ability is of great interest. Pereyra et al. (p. 1551 , published online 4 November; see the Perspective by McMichael and Jones ) now present genome-wide association results from patients enrolled in the International HIV Controllers Study. The analysis compared HIV controllers of European, African-American, and Hispanic descent with HIV progressors and found >300 variants that reached genome-wide significance, all of which were in the major histocompatibility class I (HLA) region on chromosome 6. Analysis of the effects of individual amino acids within classical HLA proteins revealed six independently significant residues, five of which lined the peptide-binding groove. Thus, differences in binding to viral peptide antigens by HLA may be the major factors underlying genetic differences between HIV controllers and progressors.

The Myocardial Infarction Genetics Consortium reports results of a genome-wide association study of early-onset myocardial infarction. The study analyzed common SNPs, common CNVs and rare CNVs and identified SNP alleles at three new loci associated with disease risk. We conducted a genome-wide association study testing single nucleotide polymorphisms (SNPs) and copy number variants (CNVs) for association with early-onset myocardial infarction in 2,967 cases and 3,075 controls. We carried out replication in an independent sample with an effective sample size of up to 19,492. SNPs at nine loci reached genome-wide significance: three are newly identified (21q22 near MRPS6-SLC5A3-KCNE2, 6p24 in PHACTR1 and 2q33 in WDR12) and six replicated prior observations1,2,3,4 (9p21, 1p13 near CELSR2-PSRC1-SORT1, 10q11 near CXCL12, 1q41 in MIA3, 19p13 near LDLR and 1p32 near PCSK9). We tested 554 common copy number polymorphisms (>1% allele frequency) and none met the pre-specified threshold for replication (P < 10−3). We identified 8,065 rare CNVs but did not detect a greater CNV burden in cases compared to controls, in genes compared to the genome as a whole, or at any individual locus. SNPs at nine loci were reproducibly associated with myocardial infarction, but tests of common and rare CNVs failed to identify additional associations with myocardial infarction risk.

Mark Daly, Manuel Rivas and colleagues used next-generation sequencing to study the coding exons of 56 genes from regions previously associated with Crohn's disease. Follow-up analyses in independent case-control series confirmed association of many newly discovered rare variants with disease risk. More than 1,000 susceptibility loci have been identified through genome-wide association studies (GWAS) of common variants; however, the specific genes and full allelic spectrum of causal variants underlying these findings have not yet been defined. Here we used pooled next-generation sequencing to study 56 genes from regions associated with Crohn's disease in 350 cases and 350 controls. Through follow-up genotyping of 70 rare and low-frequency protein-altering variants in nine independent case-control series (16,054 Crohn's disease cases, 12,153 ulcerative colitis cases and 17,575 healthy controls), we identified four additional independent risk factors in NOD2, two additional protective variants in IL23R, a highly significant association with a protective splice variant in CARD9 (P < 1 × 10−16, odds ratio ≈ 0.29) and additional associations with coding variants in IL18RAP, CUL2, C1orf106, PTPN22 and MUC19. We extend the results of successful GWAS by identifying new, rare and probably functional variants that could aid functional experiments and predictive models.

Common single-nucleotide polymorphisms (SNPs) that are associated with blood low-density lipoprotein (LDL) or high-density lipoprotein (HDL) cholesterol modestly affect lipid levels. We tested the hypothesis that a combination of such SNPs contributes to the risk of cardiovascular disease.

Myocardial infarction (MI), a leading cause of death around the world, displays a complex pattern of inheritance. When MI occurs early in life, genetic inheritance is a major component to risk. Previously, rare mutations in low-density lipoprotein (LDL) genes have been shown to contribute to MI risk in individual families, whereas common variants at more than 45 loci have been associated with MI risk in the population. Here we evaluate how rare mutations contribute to early-onset MI risk in the population. We sequenced the protein-coding regions of 9,793 genomes from patients with MI at an early age (≤50 years in males and ≤60 years in females) along with MI-free controls. We identified two genes in which rare coding-sequence mutations were more frequent in MI cases versus controls at exome-wide significance. At low-density lipoprotein receptor (LDLR), carriers of rare non-synonymous mutations were at 4.2-fold increased risk for MI; carriers of null alleles at LDLR were at even higher risk (13-fold difference). Approximately 2% of early MI cases harbour a rare, damaging mutation in LDLR; this estimate is similar to one made more than 40 years ago using an analysis of total cholesterol. Among controls, about 1 in 217 carried an LDLR coding-sequence mutation and had plasma LDL cholesterol > 190 mg dl(-1). At apolipoprotein A-V (APOA5), carriers of rare non-synonymous mutations were at 2.2-fold increased risk for MI. When compared with non-carriers, LDLR mutation carriers had higher plasma LDL cholesterol, whereas APOA5 mutation carriers had higher plasma triglycerides. Recent evidence has connected MI risk with coding-sequence mutations at two genes functionally related to APOA5, namely lipoprotein lipase and apolipoprotein C-III (refs 18, 19). Combined, these observations suggest that, as well as LDL cholesterol, disordered metabolism of triglyceride-rich lipoproteins contributes to MI risk.

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.

To identify susceptibility alleles associated with rheumatoid arthritis, we genotyped 397 individuals with rheumatoid arthritis for 116,204 SNPs and carried out an association analysis in comparison to publicly available genotype data for 1,211 related individuals from the Framingham Heart Study. After evaluating and adjusting for technical and population biases, we identified a SNP at 6q23 (rs10499194, approximately 150 kb from TNFAIP3 and OLIG3) that was reproducibly associated with rheumatoid arthritis both in the genome-wide association (GWA) scan and in 5,541 additional case-control samples (P = 10(-3), GWA scan; P < 10(-6), replication; P = 10(-9), combined). In a concurrent study, the Wellcome Trust Case Control Consortium (WTCCC) has reported strong association of rheumatoid arthritis susceptibility to a different SNP located 3.8 kb from rs10499194 (rs6920220; P = 5 x 10(-6) in WTCCC). We show that these two SNP associations are statistically independent, are each reproducible in the comparison of our data and WTCCC data, and define risk and protective haplotypes for rheumatoid arthritis at 6q23.

In children with congenital hyperinsulinism (CHI), K(ATP) channel genes (ABCC8 and KCNJ11) can be screened rapidly for potential pathogenic mutations. We aimed to assess the contribution of rapid genetic testing to the clinical management of CHI.Follow-up observational study at two CHI referral hospitals.Clinical outcomes such as subtotal pancreatectomy, (18)F-Dopa positron emission tomography-computed tomography (PET-CT) scanning, stability on medical treatment and remission were assessed in a cohort of 101 children with CHI.In total, 32 (32%) children had pathogenic mutations in K(ATP) channel genes (27 in ABCC8 and five in KCNJ11), of which 11 (34%) were novel. In those negative at initial screening, other mutations (GLUD1, GCK, and HNF4A) were identified in three children. Those with homozygous/compound heterozygous ABCC8/KCNJ11 mutations were more likely to require a subtotal pancreatectomy CHI (7/10, 70%). Those with paternal heterozygous mutations were investigated with (18)F-Dopa PET-CT scanning and 7/13 (54%) had a focal lesionectomy, whereas four (31%) required subtotal pancreatectomy for diffuse CHI. Those with maternal heterozygous mutations were most likely to achieve remission (5/5, 100%). In 66 with no identified mutation, 43 (65%) achieved remission, 22 (33%) were stable on medical treatment and only one child required a subtotal pancreatectomy.Rapid genetic analysis is important in the management pathway of CHI; it provides aetiological confirmation of the diagnosis, indicates the likely need for a subtotal pancreatectomy and identifies those who require (18)F-Dopa PET-CT scanning. In the absence of a mutation, reassurance of a favourable outcome can be given early in the course of CHI.