Paul Pharoah and colleagues report the results of a large genome-wide association study of ovarian cancer. They identify new susceptibility loci for different epithelial ovarian cancer histotypes and use integrated analyses of genes and regulatory features at each locus to predict candidate susceptibility genes, including OBFC1. To identify common alleles associated with different histotypes of epithelial ovarian cancer (EOC), we pooled data from multiple genome-wide genotyping projects totaling 25,509 EOC cases and 40,941 controls. We identified nine new susceptibility loci for different EOC histotypes: six for serous EOC histotypes (3q28, 4q32.3, 8q21.11, 10q24.33, 18q11.2 and 22q12.1), two for mucinous EOC (3q22.3 and 9q31.1) and one for endometrioid EOC (5q12.3). We then performed meta-analysis on the results for high-grade serous ovarian cancer with the results from analysis of 31,448 BRCA1 and BRCA2 mutation carriers, including 3,887 mutation carriers with EOC. This identified three additional susceptibility loci at 2q13, 8q24.1 and 12q24.31. Integrated analyses of genes and regulatory biofeatures at each locus predicted candidate susceptibility genes, including OBFC1, a new candidate susceptibility gene for low-grade and borderline serous EOC.

BRCA1-associated breast and ovarian cancer risks can be modified by common genetic variants. To identify further cancer risk-modifying loci, we performed a multi-stage GWAS of 11,705 BRCA1 carriers (of whom 5,920 were diagnosed with breast and 1,839 were diagnosed with ovarian cancer), with a further replication in an additional sample of 2,646 BRCA1 carriers. We identified a novel breast cancer risk modifier locus at 1q32 for BRCA1 carriers (rs2290854, P = 2.7×10−8, HR = 1.14, 95% CI: 1.09–1.20). In addition, we identified two novel ovarian cancer risk modifier loci: 17q21.31 (rs17631303, P = 1.4×10−8, HR = 1.27, 95% CI: 1.17–1.38) and 4q32.3 (rs4691139, P = 3.4×10−8, HR = 1.20, 95% CI: 1.17–1.38). The 4q32.3 locus was not associated with ovarian cancer risk in the general population or BRCA2 carriers, suggesting a BRCA1-specific association. The 17q21.31 locus was also associated with ovarian cancer risk in 8,211 BRCA2 carriers (P = 2×10−4). These loci may lead to an improved understanding of the etiology of breast and ovarian tumors in BRCA1 carriers. Based on the joint distribution of the known BRCA1 breast cancer risk-modifying loci, we estimated that the breast cancer lifetime risks for the 5% of BRCA1 carriers at lowest risk are 28%–50% compared to 81%–100% for the 5% at highest risk. Similarly, based on the known ovarian cancer risk-modifying loci, the 5% of BRCA1 carriers at lowest risk have an estimated lifetime risk of developing ovarian cancer of 28% or lower, whereas the 5% at highest risk will have a risk of 63% or higher. Such differences in risk may have important implications for risk prediction and clinical management for BRCA1 carriers.

Roger Milne and colleagues conduct a genome-wide association study for estrogen receptor (ER)-negative breast cancer combined with BRCA1 mutation carriers in a large cohort. They identify ten new risk variants and find high genetic correlation between breast cancer risk for BRCA1 mutation carriers and risk of ER-negative breast cancer in the general population. Most common breast cancer susceptibility variants have been identified through genome-wide association studies (GWAS) of predominantly estrogen receptor (ER)-positive disease1. We conducted a GWAS using 21,468 ER-negative cases and 100,594 controls combined with 18,908 BRCA1 mutation carriers (9,414 with breast cancer), all of European origin. We identified independent associations at P < 5 × 10−8 with ten variants at nine new loci. At P < 0.05, we replicated associations with 10 of 11 variants previously reported in ER-negative disease or BRCA1 mutation carrier GWAS and observed consistent associations with ER-negative disease for 105 susceptibility variants identified by other studies. These 125 variants explain approximately 16% of the familial risk of this breast cancer subtype. There was high genetic correlation (0.72) between risk of ER-negative breast cancer and breast cancer risk for BRCA1 mutation carriers. These findings may lead to improved risk prediction and inform further fine-mapping and functional work to better understand the biological basis of ER-negative breast cancer.

The prevalence and spectrum of germline mutations in BRCA1 and BRCA2 have been reported in single populations, with the majority of reports focused on White in Europe and North America. The Consortium of Investigators of Modifiers of BRCA1/2 (CIMBA) has assembled data on 18,435 families with BRCA1 mutations and 11,351 families with BRCA2 mutations ascertained from 69 centers in 49 countries on six continents. This study comprehensively describes the characteristics of the 1,650 unique BRCA1 and 1,731 unique BRCA2 deleterious (disease-associated) mutations identified in the CIMBA database. We observed substantial variation in mutation type and frequency by geographical region and race/ethnicity. In addition to known founder mutations, mutations of relatively high frequency were identified in specific racial/ethnic or geographic groups that may reflect founder mutations and which could be used in targeted (panel) first pass genotyping for specific populations. Knowledge of the population-specific mutational spectrum in BRCA1 and BRCA2 could inform efficient strategies for genetic testing and may justify a more broad-based oncogenetic testing in some populations.

ABSTRACT Genome-wide association studies have identified breast cancer risk variants in over 150 genomic regions, but the mechanisms underlying risk remain largely unknown. These regions were explored by combining association analysis with in silico genomic feature annotations. We defined 205 independent risk-associated signals with the set of credible causal variants (CCVs) in each one. In parallel, we used a Bayesian approach (PAINTOR) that combines genetic association, linkage disequilibrium, and enriched genomic features to determine variants with high posterior probabilities (HPPs) of being causal. Potentially causal variants were significantly over-represented in active gene regulatory regions and transcription factor binding sites. We applied our INQUSIT pipeline for prioritizing genes as targets of potentially causal variants, using gene expression (eQTL), chromatin interaction and functional annotations. Known cancer drivers, transcription factors and genes in the developmental, apoptosis, immune system and DNA integrity checkpoint gene ontology pathways, were over-represented among the 178 highest confidence target genes.

Breast cancer susceptibility variants frequently show heterogeneity in associations by tumor subtype. To identify novel loci, we performed a genome-wide association study (GWAS) including 133,384 breast cancer cases and 113,789 controls, plus 18,908 BRCA1 mutation carriers (9,414 with breast cancer) of European ancestry, using both standard and novel methodologies that account for underlying tumor heterogeneity by estrogen receptor (ER), progesterone receptor (PR), and human epidermal growth factor receptor 2 (HER2) status and tumor grade. We identified 32 novel susceptibility loci ( P <5.0×10-8), 15 of which showed evidence for associations with at least one tumor feature (false discovery rate <0.05). Five loci showed associations ( P <0.05) in opposite directions between luminal- and non-luminal subtypes. In-silico analyses showed these five loci contained cell-specific enhancers that differed between normal luminal and basal mammary cells. The genetic correlations between five intrinsic-like subtypes ranged from 0.35 to 0.80. The proportion of genome-wide chip heritability explained by all known susceptibility loci was 37.6% for triple-negative and 54.2% for luminal A-like disease. These findings provide an improved understanding of genetic predisposition to breast cancer subtypes and will inform the development of subtype-specific polygenic risk scores.