Many common variants have been associated with hematological traits, but identification of causal genes and pathways has proven challenging. We performed a genome-wide association analysis in the UK Biobank and INTERVAL studies, testing 29.5 million genetic variants for association with 36 red cell, white cell, and platelet properties in 173,480 European-ancestry participants. This effort yielded hundreds of low frequency (<5%) and rare (<1%) variants with a strong impact on blood cell phenotypes. Our data highlight general properties of the allelic architecture of complex traits, including the proportion of the heritable component of each blood trait explained by the polygenic signal across different genome regulatory domains. Finally, through Mendelian randomization, we provide evidence of shared genetic pathways linking blood cell indices with complex pathologies, including autoimmune diseases, schizophrenia, and coronary heart disease and evidence suggesting previously reported population associations between blood cell indices and cardiovascular disease may be non-causal.

The authors analyzed the whole-exome sequences of over 16,000 individuals and found that very rare variants predicted to disrupt the SETD1A gene confer substantial risk for schizophrenia. Damaging variants in SETD1A were also associated with diverse, severe developmental disorders, providing an important genetic link between schizophrenia and other neurodevelopmental disorders. By analyzing the whole-exome sequences of 4,264 schizophrenia cases, 9,343 controls and 1,077 trios, we identified a genome-wide significant association between rare loss-of-function (LoF) variants in SETD1A and risk for schizophrenia (P = 3.3 × 10−9). We found only two heterozygous LoF variants in 45,376 exomes from individuals without a neuropsychiatric diagnosis, indicating that SETD1A is substantially depleted of LoF variants in the general population. Seven of the ten individuals with schizophrenia carrying SETD1A LoF variants also had learning difficulties. We further identified four SETD1A LoF carriers among 4,281 children with severe developmental disorders and two more carriers in an independent sample of 5,720 Finnish exomes, both with notable neuropsychiatric phenotypes. Together, our observations indicate that LoF variants in SETD1A cause a range of neurodevelopmental disorders, including schizophrenia. Combining these data with previous common variant evidence, we suggest that epigenetic dysregulation, specifically in the histone H3K4 methylation pathway, is an important mechanism in the pathogenesis of schizophrenia.

Matthew Hurles and colleagues report exome sequencing of 1,891 individuals with syndromic or nonsyndromic congenital heart defects (CHD). They found that nonsyndromic CHD patients were enriched for protein-truncating variants in CHD-associated genes inherited from unaffected parents and identified three new syndromic CHD disorders caused by de novo mutations. Congenital heart defects (CHDs) have a neonatal incidence of 0.8–1% (refs. 1,2). Despite abundant examples of monogenic CHD in humans and mice, CHD has a low absolute sibling recurrence risk (∼2.7%)3, suggesting a considerable role for de novo mutations (DNMs) and/or incomplete penetrance4,5. De novo protein-truncating variants (PTVs) have been shown to be enriched among the 10% of 'syndromic' patients with extra-cardiac manifestations6,7. We exome sequenced 1,891 probands, including both syndromic CHD (S-CHD, n = 610) and nonsyndromic CHD (NS-CHD, n = 1,281). In S-CHD, we confirmed a significant enrichment of de novo PTVs but not inherited PTVs in known CHD-associated genes, consistent with recent findings8. Conversely, in NS-CHD we observed significant enrichment of PTVs inherited from unaffected parents in CHD-associated genes. We identified three genome-wide significant S-CHD disorders caused by DNMs in CHD4, CDK13 and PRKD1. Our study finds evidence for distinct genetic architectures underlying the low sibling recurrence risk in S-CHD and NS-CHD.

BackgroundLimits on the frequency of whole blood donation exist primarily to safeguard donor health. However, there is substantial variation across blood services in the maximum frequency of donations allowed. We compared standard practice in the UK with shorter inter-donation intervals used in other countries.MethodsIn this parallel group, pragmatic, randomised trial, we recruited whole blood donors aged 18 years or older from 25 centres across England, UK. By use of a computer-based algorithm, men were randomly assigned (1:1:1) to 12-week (standard) versus 10-week versus 8-week inter-donation intervals, and women were randomly assigned (1:1:1) to 16-week (standard) versus 14-week versus 12-week intervals. Participants were not masked to their allocated intervention group. The primary outcome was the number of donations over 2 years. Secondary outcomes related to safety were quality of life, symptoms potentially related to donation, physical activity, cognitive function, haemoglobin and ferritin concentrations, and deferrals because of low haemoglobin. This trial is registered with ISRCTN, number ISRCTN24760606, and is ongoing but no longer recruiting participants.Findings45 263 whole blood donors (22 466 men, 22 797 women) were recruited between June 11, 2012, and June 15, 2014. Data were analysed for 45 042 (99·5%) participants. Men were randomly assigned to the 12-week (n=7452) versus 10-week (n=7449) versus 8-week (n=7456) groups; and women to the 16-week (n=7550) versus 14-week (n=7567) versus 12-week (n=7568) groups. In men, compared with the 12-week group, the mean amount of blood collected per donor over 2 years increased by 1·69 units (95% CI 1·59–1·80; approximately 795 mL) in the 8-week group and by 0·79 units (0·69–0·88; approximately 370 mL) in the 10-week group (p<0·0001 for both). In women, compared with the 16-week group, it increased by 0·84 units (95% CI 0·76–0·91; approximately 395 mL) in the 12-week group and by 0·46 units (0·39–0·53; approximately 215 mL) in the 14-week group (p<0·0001 for both). No significant differences were observed in quality of life, physical activity, or cognitive function across randomised groups. However, more frequent donation resulted in more donation-related symptoms (eg, tiredness, breathlessness, feeling faint, dizziness, and restless legs, especially among men [for all listed symptoms]), lower mean haemoglobin and ferritin concentrations, and more deferrals for low haemoglobin (p<0·0001 for each) than those observed in the standard frequency groups.InterpretationOver 2 years, more frequent donation than is standard practice in the UK collected substantially more blood without having a major effect on donors' quality of life, physical activity, or cognitive function, but resulted in more donation-related symptoms, deferrals, and iron deficiency.FundingNHS Blood and Transplant, National Institute for Health Research, UK Medical Research Council, and British Heart Foundation.

Schizophrenia is a common, debilitating psychiatric disorder with a substantial genetic component. By analysing the whole-exome sequences of 4,264 schizophrenia cases, 9,343 controls, and 1,077 parent-proband trios, we identified a genome-wide significant association between rare loss-of-function (LoF) variants in KMT2F and risk for schizophrenia. In this dataset, we observed three de novo LoF mutations, seven LoF variants in cases, and none in controls (P=3.3x10^(-9)). To search for LoF variants in KMT2F in individuals without a known neuropsychiatric diagnosis, we examined the exomes of 45,376 individuals in the ExAC database and found only two heterozygous LoF variants, showing that KMT2F is significantly depleted of LoF variants in the general population. Seven of the ten individuals with schizophrenia carrying KMT2F LoF variants also had varying degrees of learning difficulties. We further identified four KMT2F LoF carriers among 4,281 children with diverse, severe, undiagnosed developmental disorders, and two additional carriers in an independent sample of 5,720 Finnish exomes, both with notable neuropsychiatric phenotypes. Together, our observations show that LoF variants in KMT2F cause a range of neurodevelopmental disorders, including schizophrenia. Combined with previous common variant evidence, we more generally implicate epigenetic dysregulation, specifically in the histone H3K4 methylation pathway, as an important mechanism in the pathogenesis of schizophrenia.