Associations between magnetic resonance imaging (MRI)-detected lumbar intervertebral disc degeneration (LDD) and LBP are often of modest magnitude. This association may be larger in specific patient subgroups.

Background The association between lumbar intervertebral disc degeneration (LDD) and low back pain (LBP) is modest. We have recently shown that genetic propensity to pain is an effect modifier of the LDD-LBP relationship when LDD is defined as a summary score of LDD (LSUM), suggesting the association may be driven by individuals with the greatest genetic predisposition to pain. This study examined the association between individual spine magnetic resonance imaging (MRI)-determined LDD features and LBP in subgroups defined by genetic predisposition to pain. Method We developed a polygenic risk score (PRS) for “genetic propensity to pain” defined as the number of non-back pain locations (head, face, neck/shoulder, stomach/abdomen, hip, and knee) with duration ≥3 months in 377,538 UK Biobank participants of European ancestry. This PRS was used to stratify TwinsUK MRI samples (n=645) into four strata of genetic propensity to pain. We examined the association between LBP and MRI features of lumbar disc height, disc signal intensity, disc bulge, and osteophytes with adjustments for age, sex, PRS strata, interaction terms for each MRI feature x PRS strata, and twin status. Results We found significant effect modification of the LDD-LBP relationship by genetic propensity to pain for the lumbar MRI features of disc height (p=0.03 for the interaction term with highest quartile of genetically-predicted propensity to pain) and disc signal intensity (p=0.001), but not for disc bulge and osteophytes. Conclusion Genetic propensity to pain modifies the association between individual LDD features and LBP and should be considered in LBP clinical studies. Conflicts of interest No conflicts of interest Sources of funding No funding obtained Acknowledgement UKBB data were obtained under the project #18219 This paper is submitted to the Spine journal and is under review.

Objective The chronic pain syndromes (CPS) include syndromes such as chronic widespread pain (CWP), dry eye disease (DED) and irritable bowel syndrome (IBS). Highly prevalent and lacking pathognomonic biomarkers, the CPS are known to cluster in individuals in part due to their genetic overlap, but patient diagnosis can be difficult. The success of quantitative sensory testing (QST) and inflammatory biomarkers as phenotyping tools in conditions such as painful neuropathies warrant their investigation in CPS. We aimed to examine whether individual QST modalities and candidate inflammatory markers were associated with CWP, DED or IBS in a large, highly phenotyped population sample. Design Cross-sectional study. Setting Community-dwelling cohort. Participants Twins from the TwinsUK cohort Primary and secondary outcome measures We compared 10 QST modalities, measured in participants with and without a CWP diagnosis between 2007 and 2012. We investigated whether inflammatory markers measured by Olink were associated with CWP, including interleukin-6 (IL-6), IL-8, IL-10, monocyte chemoattractant protein-1 and tumour necrosis factor. All analyses were repeated in DED and IBS with correction for multiple testing. Results In N=3022 twins (95.8% women), no association was identified between individual QST modalities and CPS diagnoses (CWP, DED and IBS). Analyses of candidate inflammatory marker levels and CPS diagnoses in n=1368 twins also failed to meet statistical significance. Conclusion Our findings in a large population cohort suggest a lack of true association between singular QST modalities or candidate inflammatory markers and CPS.