Impaired lung function is often caused by cigarette smoking, making it challenging to disentangle its role in lung cancer susceptibility. Investigation of the shared genetic basis of these phenotypes in the UK Biobank and International Lung Cancer Consortium (29,266 cases, 56,450 controls) shows that lung cancer is genetically correlated with reduced forced expiratory volume in one second (FEV1: r g=0.098, p=2.3×10−8) and the ratio of FEV1 to forced vital capacity (FEV1/FVC: r g=0.137, p=2.0×10−12). Mendelian randomization analyses demonstrate that reduced FEV1 increases squamous cell carcinoma risk (odds ratio (OR)=1.51, 95% confidence intervals: 1.21-1.88), while reduced FEV1/FVC increases the risk of adenocarcinoma (OR=1.17, 1.01-1.35) and lung cancer in never smokers (OR=1.56, 1.05-2.30). These findings support a causal role of pulmonary impairment in lung cancer etiology. Integrative analyses reveal that pulmonary function instruments, including 73 novel variants, influence lung tissue gene expression and implicate immune-related pathways in mediating the observed effects on lung carcinogenesis.

Quantifying the genetic correlation between cancers can provide important insights into the mechanisms driving cancer etiology. Using genome-wide association study summary statistics across six cancer types based on a total of 296,215 cases and 301,319 controls of European ancestry, we estimate the pair-wise genetic correlations between breast, colorectal, head/neck, lung, ovary and prostate cancer, and between cancers and 38 other diseases. We observed statistically significant genetic correlations between lung and head/neck cancer (rg=0.57, p=4.6x10-8), breast and ovarian cancer (rg=0.24, p=7x10-5), breast and lung cancer (rg=0.18, p=1.5x10-6) and breast and colorectal cancer (rg=0.15, p=1.1x10-4). We also found that multiple cancers are genetically correlated with non-cancer traits including smoking, psychiatric diseases and metabolic characteristics. Functional enrichment analysis revealed a significant excess contribution of conserved and regulatory regions to cancer heritability. Our comprehensive analysis of cross-cancer heritability suggests that solid tumors arising across tissues share in part a common germline genetic basis.