Schizophrenia is a highly heritable disorder. Genetic risk is conferred by a large number of alleles, including common alleles of small effect that might be detected by genome-wide association studies. Here we report a multi-stage schizophrenia genome-wide association study of up to 36,989 cases and 113,075 controls. We identify 128 independent associations spanning 108 conservatively defined loci that meet genome-wide significance, 83 of which have not been previously reported. Associations were enriched among genes expressed in brain, providing biological plausibility for the findings. Many findings have the potential to provide entirely new insights into aetiology, but associations at DRD2 and several genes involved in glutamatergic neurotransmission highlight molecules of known and potential therapeutic relevance to schizophrenia, and are consistent with leading pathophysiological hypotheses. Independent of genes expressed in brain, associations were enriched among genes expressed in tissues that have important roles in immunity, providing support for the speculated link between the immune system and schizophrenia. Schizophrenia is a highly heritable genetic disorder, however, identification of specific genetic risk variants has proven difficult because of its complex polygenic nature—a large multi-stage genome-wide association study identifies 128 independent associations in over 100 loci (83 of which are new); key findings include identification of genes involved in glutamergic neurotransmission and support for a link between the immune system and schizophrenia. Although schizophrenia is a highly heritable disorder, its complex polygenic nature has impeded attempts to establish its genetic basis. This paper reports a genome-wide association study of more than 36,000 schizophrenia patients and 100,000 controls. The study identifies 128 independent associations in 108 loci, 83 of them new. Among them are many genes involved in glutamatergic neurotransmission, highlighting a potential therapeutic avenue. In addition, the results provide support for the hypothesized link between the immune system and schizophrenia.

Underweight and obese phenotypes can both pose health risks. But whereas obesity has been associated with a number of genetic variants, little is known about the genetic basis of underweight. A large-scale screen of data from 28 cytogenetic centres in Europe and North America now shows that being underweight is frequently associated with duplication of a short region on chromosome 16. Deletion of this same chromosomal region has previously been associated with obesity. The observed associated phenotypes are opposites, or mirrors, of those reported in carriers of deletions at this locus, and correlate with changes in transcript levels for genes within the duplication but not within the adjacent regions. The suggestion is that severe obesity and being underweight could have mirror etiologies, possibly through contrasting effects on energy balance. Both obesity and being underweight have been associated with increased mortality1,2. Underweight, defined as a body mass index (BMI) ≤ 18.5 kg per m2 in adults and ≤ −2 standard deviations from the mean in children, is the main sign of a series of heterogeneous clinical conditions including failure to thrive3,4,5, feeding and eating disorder and/or anorexia nervosa6,7. In contrast to obesity, few genetic variants underlying these clinical conditions have been reported8,9. We previously showed that hemizygosity of a ∼600-kilobase (kb) region on the short arm of chromosome 16 causes a highly penetrant form of obesity that is often associated with hyperphagia and intellectual disabilities10. Here we show that the corresponding reciprocal duplication is associated with being underweight. We identified 138 duplication carriers (including 132 novel cases and 108 unrelated carriers) from individuals clinically referred for developmental or intellectual disabilities (DD/ID) or psychiatric disorders, or recruited from population-based cohorts. These carriers show significantly reduced postnatal weight and BMI. Half of the boys younger than five years are underweight with a probable diagnosis of failure to thrive, whereas adult duplication carriers have an 8.3-fold increased risk of being clinically underweight. We observe a trend towards increased severity in males, as well as a depletion of male carriers among non-medically ascertained cases. These features are associated with an unusually high frequency of selective and restrictive eating behaviours and a significant reduction in head circumference. Each of the observed phenotypes is the converse of one reported in carriers of deletions at this locus. The phenotypes correlate with changes in transcript levels for genes mapping within the duplication but not in flanking regions. The reciprocal impact of these 16p11.2 copy-number variants indicates that severe obesity and being underweight could have mirror aetiologies, possibly through contrasting effects on energy balance.

Amyloid protein precursor (APP), presenilin-1 (PSEN1), and presenilin-2 (PSEN2) mutations cause autosomal dominant forms of early-onset Alzheimer disease (AD-EOAD). Although these genes were identified in the 1990s, variant classification remains a challenge, highlighting the need to colligate mutations from large series.We report here a novel update (2012-2016) of the genetic screening of the large AD-EOAD series ascertained across 28 French hospitals from 1993 onwards, bringing the total number of families with identified mutations to n = 170. Families were included when at least two first-degree relatives suffered from early-onset Alzheimer disease (EOAD) with an age of onset (AOO) ≤65 y in two generations. Furthermore, we also screened 129 sporadic cases of Alzheimer disease with an AOO below age 51 (44% males, mean AOO = 45 ± 2 y). APP, PSEN1, or PSEN2 mutations were identified in 53 novel AD-EOAD families. Of the 129 sporadic cases screened, 17 carried a PSEN1 mutation and 1 carried an APP duplication (13%). Parental DNA was available for 10 sporadic mutation carriers, allowing us to show that the mutation had occurred de novo in each case. Thirteen mutations (12 in PSEN1 and 1 in PSEN2) identified either in familial or in sporadic cases were previously unreported. Of the 53 mutation carriers with available cerebrospinal fluid (CSF) biomarkers, 46 (87%) had all three CSF biomarkers-total tau protein (Tau), phospho-tau protein (P-Tau), and amyloid β (Aβ)42-in abnormal ranges. No mutation carrier had the three biomarkers in normal ranges. One limitation of this study is the absence of functional assessment of the possibly and probably pathogenic variants, which should help their classification.Our findings suggest that a nonnegligible fraction of PSEN1 mutations occurs de novo, which is of high importance for genetic counseling, as PSEN1 mutational screening is currently performed in familial cases only. Among the 90 distinct mutations found in the whole sample of families and isolated cases, definite pathogenicity is currently established for only 77%, emphasizing the need to pursue the effort to classify variants.

Frontotemporal dementia (FTD), characterized by behavioural and language disorders, is a clinically, genetically and pathologically heterogeneous group of diseases. The most recently identified of the four known genes is GRN, associated with 17q-linked FTD with ubiquitin-immunoreactive inclusions. GRN was analysed in 502 probands with frontal variant FTD (fvFTD), FTD with motoneuron disease (FTD-MND), primary progressive aphasia (PPA) and corticobasal degeneration syndrome (CBDS). We studied the clinical, neuropsychological and brain perfusion characteristics of mutation carriers. Eighteen mutations, seven novel were found in 24 families including 32 symptomatic mutation carriers. No copy number variation was found. The phenotypes associated with GRN mutations vary greatly: 20/32 (63%) carriers had fvFTD, the other (12/32, 37%) had clinical diagnoses of PPA, CBDS, Lewy body dementia or Alzheimer's disease. Parkinsonism developed in 13/32 (41%), visual hallucinations in 8/32 (25%) and motor apraxia in 5/21 (24%). Constructional disorders were present in 10/21 (48%). Episodic memory disorders were frequent (16/18, 89%), consistent with hippocampal amnestic syndrome in 5/18 (28%). Hypoperfusion was observed in the hippocampus, parietal lobe and posterior cingulate gyrus, as well as the frontotemporal cortices. The frequency of mutations according to phenotype was 5.7% (20/352) in fvFTD, 17.9% (19/106) in familial forms, 4.4% in PPA (3/68), 3.3% in CBDS (1/30). Hallucinations, apraxia and amnestic syndrome may help differentiate GRN mutation carriers from others FTD patients. Variable phenotypes and neuropsychological profiles, as well as brain perfusion profiles associated with GRN mutations may reflect different patterns of neurodegeneration. Since all the mutations cause a progranulin haploinsufficiency, additional factors probably explain the variable clinical presentation of the disease.

TDP-43 (TAR-DNA binding protein) aggregates in neuronal inclusions in motoneuron disease (MND), as well as in frontotemporal lobar degeneration (FTLD) and FTLD associated with MND (FTLD-MND). Mutations in TARDBP gene, coding for TDP-43, were found in patients with pure MND. We now describe TARDBP mutations in two patients with FTLD-MND, presenting with a behavioral variant of FTLD and semantic dementia, suggesting that TDP-43 may also have a direct pathogenic role in FTLD disorders.