Abstract Objective To investigate whether smoking and HLA–DR shared epitope (SE) genes may interact in triggering immune reactions to citrulline‐modified proteins. Methods In a case–control study involving patients with recent‐onset rheumatoid arthritis (RA), we studied interactions between a major environmental risk factor (smoking), major susceptibility genes included in the SE of HLA–DR, and the presence of the most specific autoimmunity known for RA (i.e., antibodies to proteins modified by citrullination). Immunostaining for citrullinated proteins in cells from bronchoalveolar lavage fluid was used to investigate whether smoking is associated with citrullination in the lungs. Results Previous smoking was dose‐dependently associated with occurrence of anticitrulline antibodies in RA patients. The presence of SE genes was a risk factor only for anticitrulline‐positive RA, and not for anticitrulline‐negative RA. A major gene–environment interaction between smoking and HLA–DR SE genes was evident for anticitrulline‐positive RA, but not for anticitrulline‐negative RA, and the combination of smoking history and the presence of double copies of HLA–DR SE genes increased the risk for RA 21‐fold compared with the risk among nonsmokers carrying no SE genes. Positive immunostaining for citrullinated proteins was recorded in bronchoalveolar lavage cells from smokers but not in those from nonsmokers. Conclusion We identified an environmental factor, smoking, that in the context of HLA–DR SE genes may trigger RA‐specific immune reactions to citrullinated proteins. These data thus suggest an etiology involving a specific genotype, an environmental provocation, and the induction of specific autoimmunity, all restricted to a distinct subset of RA.

Rheumatoid arthritis is a chronic inflammatory disease with a substantial genetic component. Susceptibility to disease has been linked with a region on chromosome 2q.We tested single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in and around 13 candidate genes within the previously linked chromosome 2q region for association with rheumatoid arthritis. We then performed fine mapping of the STAT1-STAT4 region in a total of 1620 case patients with established rheumatoid arthritis and 2635 controls, all from North America. Implicated SNPs were further tested in an independent case-control series of 1529 patients with early rheumatoid arthritis and 881 controls, all from Sweden, and in a total of 1039 case patients and 1248 controls from three series of patients with systemic lupus erythematosus.A SNP haplotype in the third intron of STAT4 was associated with susceptibility to both rheumatoid arthritis and systemic lupus erythematosus. The minor alleles of the haplotype-defining SNPs were present in 27% of chromosomes of patients with established rheumatoid arthritis, as compared with 22% of those of controls (for the SNP rs7574865, P=2.81x10(-7); odds ratio for having the risk allele in chromosomes of patients vs. those of controls, 1.32). The association was replicated in Swedish patients with recent-onset rheumatoid arthritis (P=0.02) and matched controls. The haplotype marked by rs7574865 was strongly associated with lupus, being present on 31% of chromosomes of case patients and 22% of those of controls (P=1.87x10(-9); odds ratio for having the risk allele in chromosomes of patients vs. those of controls, 1.55). Homozygosity of the risk allele, as compared with absence of the allele, was associated with a more than doubled risk for lupus and a 60% increased risk for rheumatoid arthritis.A haplotype of STAT4 is associated with increased risk for both rheumatoid arthritis and systemic lupus erythematosus, suggesting a shared pathway for these illnesses.

Soumya Raychaudhuri, Paul de Bakker and colleagues report fine mapping of the rheumatoid arthritis associations within the MHC by combining genome-wide SNP data and imputation of classical HLA alleles and SNPs across the MHC. They identify five amino acid positions in HLA-DRβ1, HLA-B and HLA-DPβ1 that together can explain most of the MHC association to seropositive rheumatoid arthritis. The genetic association of the major histocompatibility complex (MHC) to rheumatoid arthritis risk has commonly been attributed to alleles in HLA-DRB1. However, debate persists about the identity of the causal variants in HLA-DRB1 and the presence of independent effects elsewhere in the MHC. Using existing genome-wide SNP data in 5,018 individuals with seropositive rheumatoid arthritis (cases) and 14,974 unaffected controls, we imputed and tested classical alleles and amino acid polymorphisms in HLA-A, HLA-B, HLA-C, HLA-DPA1, HLA-DPB1, HLA-DQA1, HLA-DQB1 and HLA-DRB1, as well as 3,117 SNPs across the MHC. Conditional and haplotype analyses identified that three amino acid positions (11, 71 and 74) in HLA-DRβ1 and single–amino-acid polymorphisms in HLA-B (at position 9) and HLA-DPβ1 (at position 9), which are all located in peptide-binding grooves, almost completely explain the MHC association to rheumatoid arthritis risk. This study shows how imputation of functional variation from large reference panels can help fine map association signals in the MHC.

Rheumatoid arthritis has a complex mode of inheritance. Although HLA-DRB1 and PTPN22 are well-established susceptibility loci, other genes that confer a modest level of risk have been identified recently. We carried out a genomewide association analysis to identify additional genetic loci associated with an increased risk of rheumatoid arthritis.We genotyped 317,503 single-nucleotide polymorphisms (SNPs) in a combined case-control study of 1522 case subjects with rheumatoid arthritis and 1850 matched control subjects. The patients were seropositive for autoantibodies against cyclic citrullinated peptide (CCP). We obtained samples from two data sets, the North American Rheumatoid Arthritis Consortium (NARAC) and the Swedish Epidemiological Investigation of Rheumatoid Arthritis (EIRA). Results from NARAC and EIRA for 297,086 SNPs that passed quality-control filters were combined with the use of Cochran-Mantel-Haenszel stratified analysis. SNPs showing a significant association with disease (P<1x10(-8)) were genotyped in an independent set of case subjects with anti-CCP-positive rheumatoid arthritis (485 from NARAC and 512 from EIRA) and in control subjects (1282 from NARAC and 495 from EIRA).We observed associations between disease and variants in the major-histocompatibility-complex locus, in PTPN22, and in a SNP (rs3761847) on chromosome 9 for all samples tested, the latter with an odds ratio of 1.32 (95% confidence interval, 1.23 to 1.42; P=4x10(-14)). The SNP is in linkage disequilibrium with two genes relevant to chronic inflammation: TRAF1 (encoding tumor necrosis factor receptor-associated factor 1) and C5 (encoding complement component 5).A common genetic variant at the TRAF1-C5 locus on chromosome 9 is associated with an increased risk of anti-CCP-positive rheumatoid arthritis.

Genome-wide association studies have recently identified at least 15 susceptibility loci for systemic lupus erythematosus (SLE). To confirm additional risk loci, we selected SNPs from 2,466 regions that showed nominal evidence of association to SLE (P < 0.05) in a genome-wide study and genotyped them in an independent sample of 1,963 cases and 4,329 controls. This replication effort identified five new SLE susceptibility loci (P < 5 x 10(-8)): TNIP1 (odds ratio (OR) = 1.27), PRDM1 (OR = 1.20), JAZF1 (OR = 1.20), UHRF1BP1 (OR = 1.17) and IL10 (OR = 1.19). We identified 21 additional candidate loci with P< or = 1 x 10(-5). A candidate screen of alleles previously associated with other autoimmune diseases suggested five loci (P < 1 x 10(-3)) that may contribute to SLE: IFIH1, CFB, CLEC16A, IL12B and SH2B3. These results expand the number of confirmed and candidate SLE susceptibility loci and implicate several key immunologic pathways in SLE pathogenesis.

The main genetic risk factor for rheumatoid arthritis (RA) is the shared epitope (SE) of HLA-DR, while smoking is an important environmental risk factor. We studied a potential gene-environment interaction between SE genes and smoking in the etiology of the 2 major subgroups of RA: rheumatoid factor (RF)-seropositive and RF-seronegative disease.A population-based case-control study involving incident cases of RF-seropositive and RF-seronegative RA (858 cases and 1,048 controls) was performed in Sweden. Cases and controls were classified according to their cigarette smoking status and HLA-DRB1 genotypes. The relative risk of developing RA was calculated for different gene/smoking combinations and was compared with the relative risk in never smokers without SE genes.The relative risk of RF-seropositive RA was 2.8 (95% confidence interval [95% CI] 1.6-4.8) in never smokers with SE genes, 2.4 (95% CI 1.3-4.6) in current smokers without SE genes, and 7.5 (95% CI 4.2-13.1) in current smokers with SE genes. Smokers carrying double SE genes displayed a relative risk of RF-seropositive RA of 15.7 (95% CI 7.2-34.2). The interaction between smoking and SE genes was significant, as measured by the attributable proportion due to interaction, which was 0.4 (95% CI 0.2-0.7) for smoking and any SE, and 0.6 (95% CI 0.4-0.9) for smoking and a double SE. Neither smoking nor SE genes nor the combination of these factors increased the risk of developing RF-seronegative RA.The disease risk of RF-seropositive RA associated with one of the classic genetic risk factors for immune-mediated diseases (the SE of HLA-DR) is strongly influenced by the presence of an environmental factor (smoking) in the population at risk.

Mark Seielstad and colleagues report results of a large genome-wide association and replication study of ulcerative colitis. The work identifies several new risk loci for this disease and provides further insight into the shared pathogenesis of ulcerative colitis and Crohn's disease. Ulcerative colitis is a chronic, relapsing inflammatory condition of the gastrointestinal tract with a complex genetic and environmental etiology. In an effort to identify genetic variation underlying ulcerative colitis risk, we present two distinct genome-wide association studies of ulcerative colitis and their joint analysis with a previously published scan1, comprising, in aggregate, 2,693 individuals with ulcerative colitis and 6,791 control subjects. Fifty-nine SNPs from 14 independent loci attained an association significance of P < 10−5. Seven of these loci exceeded genome-wide significance (P < 5 × 10−8). After testing an independent cohort of 2,009 cases of ulcerative colitis and 1,580 controls, we identified 13 loci that were significantly associated with ulcerative colitis (P < 5 × 10−8), including the immunoglobulin receptor gene FCGR2A, 5p15, 2p16 and ORMDL3 (orosomucoid1-like 3). We confirmed association with 14 previously identified ulcerative colitis susceptibility loci, and an analysis of acknowledged Crohn's disease loci showed that roughly half of the known Crohn's disease associations are shared with ulcerative colitis. These data implicate approximately 30 loci in ulcerative colitis, thereby providing insight into disease pathogenesis.

Jane Worthington and colleagues use a high-density genotyping chip to identify new susceptibility loci for rheumatoid arthritis and examine genetic overlap with other autoimmune diseases. Their results increase the number of confirmed rheumatoid arthritis risk loci in individuals of European ancestry and refine the location of many previously identified association signals to single genes. Using the Immunochip custom SNP array, which was designed for dense genotyping of 186 loci identified through genome-wide association studies (GWAS), we analyzed 11,475 individuals with rheumatoid arthritis (cases) of European ancestry and 15,870 controls for 129,464 markers. We combined these data in a meta-analysis with GWAS data from additional independent cases (n = 2,363) and controls (n = 17,872). We identified 14 new susceptibility loci, 9 of which were associated with rheumatoid arthritis overall and five of which were specifically associated with disease that was positive for anticitrullinated peptide antibodies, bringing the number of confirmed rheumatoid arthritis risk loci in individuals of European ancestry to 46. We refined the peak of association to a single gene for 19 loci, identified secondary independent effects at 6 loci and identified association to low-frequency variants at 4 loci. Bioinformatic analyses generated strong hypotheses for the causal SNP at seven loci. This study illustrates the advantages of dense SNP mapping analysis to inform subsequent functional investigations.

Candidate-gene association studies in rheumatoid arthritis (RA) have lead to encouraging yet apparently inconsistent results. One explanation for the inconsistency is insufficient power to detect modest effects in the context of a low prior probability of a true effect. To overcome this limitation, we selected alleles with an increased probability of a disease association, on the basis of a review of the literature on RA and other autoimmune diseases, and tested them for association with RA susceptibility in a sample collection powered to detect modest genetic effects. We tested 17 alleles from 14 genes in 2,370 RA cases and 1,757 controls from the North American Rheumatoid Arthritis Consortium (NARAC) and the Swedish Epidemiological Investigation of Rheumatoid Arthritis (EIRA) collections. We found strong evidence of an association of PTPN22 with the development of anti-citrulline antibody–positive RA (odds ratio [OR] 1.49; P=.00002), using previously untested EIRA samples. We provide support for an association of CTLA4 (CT60 allele, OR 1.23; P=.001) and PADI4 (PADI4_94, OR 1.24; P=.001) with the development of RA, but only in the NARAC cohort. The CTLA4 association is stronger in patients with RA from both cohorts who are seropositive for anti-citrulline antibodies (P=.0006). Exploration of our data set with clinically relevant subsets of RA reveals that PTPN22 is associated with an earlier age at disease onset (P=.004) and that PTPN22 has a stronger effect in males than in females (P=.03). A meta-analysis failed to demonstrate an association of the remaining alleles with RA susceptibility, suggesting that the previously published associations may represent false-positive results. Given the strong statistical power to replicate a true-positive association in this study, our results provide support for PTPN22, CTLA4, and PADI4 as RA susceptibility genes and demonstrate novel associations with clinically relevant subsets of RA. Candidate-gene association studies in rheumatoid arthritis (RA) have lead to encouraging yet apparently inconsistent results. One explanation for the inconsistency is insufficient power to detect modest effects in the context of a low prior probability of a true effect. To overcome this limitation, we selected alleles with an increased probability of a disease association, on the basis of a review of the literature on RA and other autoimmune diseases, and tested them for association with RA susceptibility in a sample collection powered to detect modest genetic effects. We tested 17 alleles from 14 genes in 2,370 RA cases and 1,757 controls from the North American Rheumatoid Arthritis Consortium (NARAC) and the Swedish Epidemiological Investigation of Rheumatoid Arthritis (EIRA) collections. We found strong evidence of an association of PTPN22 with the development of anti-citrulline antibody–positive RA (odds ratio [OR] 1.49; P=.00002), using previously untested EIRA samples. We provide support for an association of CTLA4 (CT60 allele, OR 1.23; P=.001) and PADI4 (PADI4_94, OR 1.24; P=.001) with the development of RA, but only in the NARAC cohort. The CTLA4 association is stronger in patients with RA from both cohorts who are seropositive for anti-citrulline antibodies (P=.0006). Exploration of our data set with clinically relevant subsets of RA reveals that PTPN22 is associated with an earlier age at disease onset (P=.004) and that PTPN22 has a stronger effect in males than in females (P=.03). A meta-analysis failed to demonstrate an association of the remaining alleles with RA susceptibility, suggesting that the previously published associations may represent false-positive results. Given the strong statistical power to replicate a true-positive association in this study, our results provide support for PTPN22, CTLA4, and PADI4 as RA susceptibility genes and demonstrate novel associations with clinically relevant subsets of 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.