Phenotypic heterogeneity is a hallmark of complex traits, and genetic studies of such traits may focus on them as a single diagnostic entity or by analyzing specific components. For example, in orofacial clefting (OFC), three subtypes – cleft lip (CL), cleft lip and palate (CLP), and cleft palate (CP) have been studied separately and in combination. To further dissect the genetic architecture of OFCs and how a given associated locus may be contributing to distinct subtypes of a trait we developed a framework for quantifying and interpreting evidence of subtype-specific or shared genetic effects in complex traits. We applied this technique to create a “cleft map” of the association of 30 genetic loci with three OFC subtypes. In addition to new associations, we found loci with subtype-specific effects (e.g., GRHL3 (CP), WNT5A (CLP)), as well as loci associated with two or all three subtypes. We cross-referenced these results with mouse craniofacial gene expression datasets, which identified additional promising candidate genes. However, we found no strong correlation between OFC subtypes and expression patterns. In aggregate, the cleft map revealed that neither subtype-specific nor shared genetic effects operate in isolation in OFC architecture. Our approach can be easily applied to any complex trait with distinct phenotypic subgroups.

Nonsyndromic cleft lip with or without cleft palate (NSCL/P) is the most common craniofacial birth defect in humans and is notable for its apparent sexual dimorphism where approximately twice as many males are affected as females. The sources of this disparity are largely unknown, but interactions between genetic and sex effects are likely contributors. We examined gene-by-sex (G x S) interactions in a worldwide sample of 2,142 NSCL/P cases and 1,700 controls recruited from 13 countries. First, we performed genome-wide joint tests of the genetic (G) and G x S effects genome-wide using logistic regression assuming an additive genetic model and adjusting for 18 principal components of ancestry. We further interrogated loci with suggestive results from the joint test (p < 1.00x10-5) by examining the G x S effects from the same model. Out of the 133 loci with suggestive results (p < 1.00x10-5) for the joint test, we observed one genome-wide significant G x S effect in the 10q21 locus (rs72804706; p = 6.69x10-9; OR = 2.62 [1.89, 3.62]) and 16 suggestive G x S effects. At the intergenic 10q21 locus, the risk of NSCL/P is estimated to increase with additional copies of the minor allele for females, but the opposite effect for males. Our observation that the impact of genetic variants on NSCL/P risk differs for males and females may further our understanding of the genetic architecture of NSCL/P and the sex differences underlying clefts and other birth defects.

Abstract Non-syndromic orofacial clefts (NSOFCs) are common birth defects with a complex etiology. While over 60 common risk loci have been identified, they explain only a small proportion of the heritability for NSOFCs. Rare variants have been implicated in the missing heritability. Thus, our study aimed to identify genes enriched with nonsynonymous rare coding variants associated with NSOFCs. Our sample included 814 non-syndromic cleft lip with or without palate (NSCL/P), 205 non-syndromic cleft palate only (NSCPO), and 2150 unrelated control children from Nigeria, Ghana, and Ethiopia. We conducted a gene-based analysis separately for each phenotype using three rare-variants collapsing models: (1) protein-altering (PA), (2) missense variants only (MO); and (3) loss of function variants only (LOFO). Subsequently, we utilized relevant transcriptomics data to evaluate associated gene expression and examined their mutation constraint using the gnomeAD database. In total, 13 genes showed suggestive associations (p = E−04). Among them, eight genes (ABCB1, ALKBH8, CENPF, CSAD, EXPH5, PDZD8, SLC16A9, and TTC28) were consistently expressed in relevant mouse and human craniofacial tissues during the formation of the face, and three genes (ABCB1, TTC28, and PDZD8) showed statistically significant mutation constraint. These findings underscore the role of rare variants in identifying candidate genes for NSOFCs.

Objective Van der Woude Syndrome (VWS) presents with combinations of lip pits (LP) and cleft lip and/or cleft palate (CL/P, CPO). VWS phenotypic heterogeneity even amongst relatives, suggests that epigenetic factors may act as modifiers. IRF6, causal for 70% of VWS cases, and TP63 interact in a regulatory loop coordinating epithelial proliferation and differentiation in palatogenesis. We hypothesize that differential DNA methylation within IRF6 and TP63 regulatory regions underlie VWS phenotypic discordance. Methods DNA methylation of CpG sites in IRF6 and TP63 promoters and in an IRF6 enhancer element was compared amongst blood or saliva DNA samples of 78 unrelated cases. Analyses were done separately for blood and saliva, within each sex and in combination, and to address cleft type (CL/P ± LP vs. CPO ± LP) and phenotypic severity (any cleft + LP vs. any cleft only). Results For cleft type, blood samples showed higher IRF6 and TP63 promoter methylation on males with CPO ± LP compared to CL/P ± LP and on individuals with CPO ± LP compared to those with CL/P ± LP, respectively. Saliva samples showed higher IRF6 enhancer methylation on individuals with CPO ± LP compared to CL/P ± LP and contrary to above, lower TP63 promoter methylation on CPO ± LP compared to CL/P ± LP. For phenotypic severity, blood samples showed no differences; however, saliva samples showed higher IRF6 promoter methylation in individuals with any cleft + LP compared to those without lip pits. Conclusion We observed differential methylation in IRF6 and TP63 regulatory regions associated with cleft type and phenotypic severity, indicating that epigenetic changes in IRF6 and TP63 can contribute to phenotypic heterogeneity in VWS.

Introduction The primary health care system provides an ideal setting for the integration of oral health into general health care as well as equitable access to oral health care. However, the limited oral health knowledge of primary health care workers necessitates appropriate training before they can participate in health promotion efforts. This pilot training was designed to examine the impact of the Oral Health Education module for Nurses and Community Health Care Workers on their oral health awareness and referral practices. Methods This study will utilize a quasi-experimental design (pre-and post with a non-equivalent control group) to assess the impact of a five-day pilot oral health education program on the knowledge and referral practices of Nurses and Community Health Workers in primary health care centers in three states in Nigeria-(Lagos, Oyo, and Kano). The training modules were developed based on the six iterative steps described in the intervention mapping framework – needs assessment, highlighting program objectives and outcomes, selection of theory and mode of intervention, designing program based on theory, designing implementation plans, and developing an evaluation plan. Only the intervention group will participate in the full educational training sessions but both groups will complete the pre-and post-intervention questionnaires. Discussion This pilot training combined the standardized training modules from the recently launched “ Oral Health Training Course for Community Health Workers in Africa” and a newly developed maternal and child oral health module by our group using an evidence-based approach. To the best of our knowledge, this is the first program to examine the impact of the standardized OpenWHO modules. The success of this training will lay the foundation for developing a sustained channel for providing oral health education at the primary health care level in Nigeria, West Africa, and Africa.

Orofacial clefts (OFCs) are one of the most common birth defects worldwide and create a significant health burden. The majority of OFCs are non-syndromic, and the genetic component has been only partially determined. Here, we analyze whole genome sequence (WGS) data for association with risk of OFCs in European and Colombian families selected from a multicenter family-based OFC study. Part of the Gabriella Miller Kids First Pediatric Research Program, this is the first large-scale WGS study of OFC in parent-offspring trios. WGS provides deeper and more specific genetic data than currently available using imputation on single nucleotide polymorphic (SNP) marker panels. Here, association analysis of genome-wide single nucleotide variants (SNV) and short insertions and deletions (indels) identified a new locus on chromosome 21 in Colombian families, within a region known to be expressed during craniofacial development. This study reinforces the ancestry differences seen in the genetic etiology of OFCs, and the need for larger samples when for studying OFCs and other birth defects in admixed populations.

ABSTRACT OBJECTIVES This study aims to investigate the relationship between paternal age, maternal age, and both on the severity of orofacial clefts. DESIGN This was a retrospective study of cases which were subjects clinically diagnosed with non-syndromic cleft lip and/or palate (CL/P). Data was obtained from the AFRICRAN project database on Nigerian non-syndromic orofacial cleft cases. SETTING The samples for cases in this study were obtained at the Cleft clinic of Oral and Maxillofacial surgery at the Lagos University Teaching Hospital, Lagos. OUTCOME Primary outcome measure is severity of orofacial clefts and secondary outcome measure is to evaluate the effect of parental age in determining the incidence of left or right sided orofacial clefts. RESULTS There is no statistical significant association between type of CL ± P and parental age in young fathers (p=0.93). When old fathers are considered, percentage of complete (more severe) CL ± P cases increases especially in old mothers and this was statistically significant (p=0.036). In old fathers, the risk of CL ± P is increased (OR: 2.66, CI: 1.04-6.80) and also there is increased risk of developing right sided CL ± P (OR: 1.61, CI: 1.0-2.59). There is reduced risk of isolated cleft palate in young fathers (OR: 0.36, CI: 0.07-1.71) but the risk increases when considering complete types (more severe) of isolated cleft palates (OR: 1.63, CI: 0.71-3.7) CONCLUSION The study shows a higher risk of CL ± P is associated with increase father’s age.