Elucidation of the genetic factors underlying chronic liver disease may reveal new therapeutic targets.We used exome sequence data and electronic health records from 46,544 participants in the DiscovEHR human genetics study to identify genetic variants associated with serum levels of alanine aminotransferase (ALT) and aspartate aminotransferase (AST). Variants that were replicated in three additional cohorts (12,527 persons) were evaluated for association with clinical diagnoses of chronic liver disease in DiscovEHR study participants and two independent cohorts (total of 37,173 persons) and with histopathological severity of liver disease in 2391 human liver samples.A splice variant (rs72613567:TA) in HSD17B13, encoding the hepatic lipid droplet protein hydroxysteroid 17-beta dehydrogenase 13, was associated with reduced levels of ALT (P=4.2×10-12) and AST (P=6.2×10-10). Among DiscovEHR study participants, this variant was associated with a reduced risk of alcoholic liver disease (by 42% [95% confidence interval {CI}, 20 to 58] among heterozygotes and by 53% [95% CI, 3 to 77] among homozygotes), nonalcoholic liver disease (by 17% [95% CI, 8 to 25] among heterozygotes and by 30% [95% CI, 13 to 43] among homozygotes), alcoholic cirrhosis (by 42% [95% CI, 14 to 61] among heterozygotes and by 73% [95% CI, 15 to 91] among homozygotes), and nonalcoholic cirrhosis (by 26% [95% CI, 7 to 40] among heterozygotes and by 49% [95% CI, 15 to 69] among homozygotes). Associations were confirmed in two independent cohorts. The rs72613567:TA variant was associated with a reduced risk of nonalcoholic steatohepatitis, but not steatosis, in human liver samples. The rs72613567:TA variant mitigated liver injury associated with the risk-increasing PNPLA3 p.I148M allele and resulted in an unstable and truncated protein with reduced enzymatic activity.A loss-of-function variant in HSD17B13 was associated with a reduced risk of chronic liver disease and of progression from steatosis to steatohepatitis. (Funded by Regeneron Pharmaceuticals and others.).

Unleashing the power of precision medicine Precision medicine promises the ability to identify risks and treat patients on the basis of pathogenic genetic variation. Two studies combined exome sequencing results for over 50,000 people with their electronic health records. Dewey et al. found that ∼3.5% of individuals in their cohort had clinically actionable genetic variants. Many of these variants affected blood lipid levels that could influence cardiovascular health. Abul-Husn et al. extended these findings to investigate the genetics and treatment of familial hypercholesterolemia, a risk factor for cardiovascular disease, within their patient pool. Genetic screening helped identify at-risk patients who could benefit from increased treatment. Science , this issue p. 10.1126/science.aaf6814 , p. 10.1126/science.aaf7000

Familial hypercholesterolemia (FH) remains underdiagnosed despite widespread cholesterol screening. Exome sequencing and electronic health record (EHR) data of 50,726 individuals were used to assess the prevalence and clinical impact of FH-associated genomic variants in the Geisinger Health System. The estimated FH prevalence was 1:256 in unselected participants and 1:118 in participants ascertained via the cardiac catheterization laboratory. FH variant carriers had significantly increased risk of coronary artery disease. Only 24% of carriers met EHR-based presequencing criteria for probable or definite FH diagnosis. Active statin use was identified in 58% of carriers; 46% of statin-treated carriers had a low-density lipoprotein cholesterol level below 100 mg/dl. Thus, we find that genomic screening can prompt the diagnosis of FH patients, most of whom are receiving inadequate lipid-lowering therapy.

Understanding population health disparities is an essential component of equitable precision health efforts. Epidemiology research often relies on definitions of race and ethnicity, but these population labels may not adequately capture disease burdens specific to sub-populations. Here we propose a framework for repurposing data from Electronic Health Records (EHRs) in concert with genomic data to explore enrichment of disease within sub-populations. Using data from a diverse biobank in New York City, we genetically identified 17 sub-populations, and noted the presence of genetic founder effects in 7. By then linking community membership to the EHR, we were able to identify over 600 health outcomes that were statistically enriched within a specific population, with many representing known associations, and many others being novel. This work reinforces the utility of linking genomic data to EHRs, and provides a framework towards fine-scale monitoring of population health.

Abstract Achieving confidence in the causality of a disease locus is a complex task that often requires supporting data from both statistical genetics and clinical genomics. Here we describe a combined approach to identify and characterize a genetic disorder that leverages distantly related patients in a health system and population-scale mapping. We utilize genomic data to uncover components of distant pedigrees, in the absence of recorded pedigree information, in the multi-ethnic Bio Me biobank in New York City. By linking to medical records, we discover a locus associated with genetic relatedness that also underlies extreme short stature. We link the gene, COL27A1 , with a little-known genetic disease, previously thought to be rare and recessive. We demonstrate that disease manifests in both heterozygotes and homozygotes, indicating a common collagen disorder impacting up to 2% of individuals of Puerto Rican ancestry, leading to a better understanding of the continuum of complex and Mendelian disease.

Pathogenic variants in BRCA1 and BRCA2 ( BRCA1/2 ) lead to increased risk of breast, ovarian, and other cancers, but most variant positive individuals in the general population are unaware of their risk, and little is known about the prevalence of pathogenic BRCA1/2 variants in non-European populations. We investigated BRCA1/2 prevalence and impact using exome sequencing and electronic health record (EHR) data from 30,223 adult participants of the BioMe Biobank in New York City. There were 218 (0.7%) individuals harboring expected pathogenic variants, resulting in an overall prevalence of 1 in 139. In sub-populations defined by genetic ancestry, the highest prevalence was in individuals of Ashkenazi Jewish (AJ; 1 in 49), Filipino and Southeast Asian (1 in 81), and Non-AJ European (1 in 103) descent. Among 218 variant positive individuals, 112 (51.4%) harbored known founder variants: 80 had AJ founder variants ( BRCA1 c.5266dupC and c.68_69delAG, and BRCA2 c.5946delT), 7 had a Puerto Rican founder variant ( BRCA2 c.3922G>T), and 25 had one of 19 other founder variants. Non-European populations were more likely to harbor BRCA1/2 variants that were not classified in ClinVar, or that had uncertain or conflicting evidence for pathogenicity. Within mixed ancestry populations, such as Hispanic/Latinos with genetic ancestry from Africa, Europe, and the Americas, there was a strong correlation between the proportion African genetic ancestry and the likelihood of harboring a BRCA1/2 variant with uncertain or conflicting evidence for pathogenicity. Based on EHR and participant questionnaire data, ~28% of variant positive individuals had a personal history, and ~45% a personal or family history of BRCA1/2 -associated cancers. Approximately 27% of variant positive individuals had evidence of prior clinical genetic testing for BRCA1/2 . However, individuals with AJ founder variants were twice as likely to have had a clinical test (38%) than those with other pathogenic variants (19%). These findings deepen our knowledge about BRCA1/2 variants and associated cancer risk in diverse populations, indicate a gap in knowledge about potential cancer-related variants in non-European populations, and suggest that genomic screening in diverse patient populations may be an effective tool to identify at-risk individuals.