Geisinger Health System (GHS) provides an ideal platform for Precision Medicine. Key elements are the integrated health system, stable patient population, and electronic health record (EHR) infrastructure. In 2007, Geisinger launched MyCode, a system-wide biobanking program to link samples and EHR data for broad research use.Patient-centered input into MyCode was obtained using participant focus groups. Participation in MyCode is based on opt-in informed consent and allows recontact, which facilitates collection of data not in the EHR and, since 2013, the return of clinically actionable results to participants. MyCode leverages Geisinger's technology and clinical infrastructure for participant tracking and sample collection.MyCode has a consent rate of >85%, with more than 90,000 participants currently and with ongoing enrollment of ~4,000 per month. MyCode samples have been used to generate molecular data, including high-density genotype and exome sequence data. Genotype and EHR-derived phenotype data replicate previously reported genetic associations.The MyCode project has created resources that enable a new model for translational research that is faster, more flexible, and more cost-effective than traditional clinical research approaches. The new model is scalable and will increase in value as these resources grow and are adopted across multiple research platforms.Genet Med 18 9, 906-913.

Rationale: The calcium-sensing receptor (CaSR) regulates serum calcium concentrations and common single nucleotide polymorphisms (SNPs) in a carboxyl terminal tri-locus haplotype block contribute to serum calcium variance in the general population. Altered serum calcium concentrations are associated with coronary artery disease (CAD), but direct role for CaSR in CAD remains to be determined. Methods: We evaluated the associations of serum calcium and common CASR SNPs or the tri-locus haplotype block with major diseases including CAD in 51,289 patients from the DiscovEHR cohort derived from a single US health care system. Results: Serum calcium concentrations were positively associated with the risk of CAD, and this risk was modified by common CASR SNPs. The Ala986Ser SNP was positively associated with hypercalcemia. Carriers of Ala986Ser had a significantly increased CAD risk whereas Arg990Gly carriers had a reduced risk relative to the reference SNP, for those with albumin-corrected serum calcium from 8.5-9.5 mg/dL. In the context of the tri-locus haplotype, the reduced CAD risk conferred by Arg990Gly remained significant. Analysis of the association of common CASR SNPs with CAD risk factors showed Arg990Gly was negatively associated with the CAD risk factor of chronic kidney disease, but independent of alterations in lipids, hemoglobin A1c, or blood pressure. Conclusions: This study compares the common approach of single SNP analysis with the impact of a common variant haplotype block and refocuses attention on the CaSR Arg990Gly SNP which reduces the risk of CAD over a specific range of median albumin-corrected calcium concentrations.

Many G protein-coupled receptors (GPCRs) lack common variants that lead to reproducible genome-wide disease associations. Here we used rare variant approaches to assess the disease associations of 85 orphan or understudied GPCRs in an unselected cohort of 51,289 individuals. Rare loss-of-function variants, missense variants predicted to be pathogenic or likely pathogenic, and a subset of rare synonymous variants were used as independent data sets for sequence kernel association testing (SKAT). Strong, phenome-wide disease associations shared by two or more variant categories were found for 39% of the GPCRs. Validating the bioinformatics and SKAT analyses, functional characterization of rare missense and synonymous variants of GPR39, a Family A GPCR, showed altered expression and/or Zn2+-mediated signaling for members of both variant classes. Results support the utility of rare variant analyses for identifying disease associations for genes that lack common variants, while also highlighting the functional importance of rare synonymous variants.

Heart failure (HF) is a leading cause of morbidity and mortality worldwide. A small proportion of HF cases are attributable to monogenic cardiomyopathies and existing genome-wide association studies (GWAS) have yielded only limited insights, leaving the observed heritability of HF largely unexplained. We report the largest GWAS meta-analysis of HF to-date, comprising 47,309 cases and 930,014 controls. We identify 12 independent associations with HF at 11 genomic loci, all of which demonstrate one or more associations with coronary artery disease (CAD), atrial fibrillation, or reduced left ventricular function suggesting shared genetic aetiology. Expression quantitative trait analysis of non-CAD-associated loci implicate genes involved in cardiac development (MYOZ1, SYNPO2L), protein homeostasis (BAG3), and cellular senescence (CDKN1A). Using Mendelian randomisation analysis we provide new evidence supporting previously equivocal causal roles for several HF risk factors identified in observational studies, and demonstrate CAD-independent effects for atrial fibrillation, body mass index, hypertension and triglycerides. These findings extend our knowledge of the genes and pathways underlying HF and may inform the development of new therapeutic approaches.