Whole-genome sequencing (WGS) is increasingly applied in clinical medicine and is expected to uncover clinically significant findings regardless of sequencing indication.To examine coverage and concordance of clinically relevant genetic variation provided by WGS technologies; to quantitate inherited disease risk and pharmacogenomic findings in WGS data and resources required for their discovery and interpretation; and to evaluate clinical action prompted by WGS findings.An exploratory study of 12 adult participants recruited at Stanford University Medical Center who underwent WGS between November 2011 and March 2012. A multidisciplinary team reviewed all potentially reportable genetic findings. Five physicians proposed initial clinical follow-up based on the genetic findings.Genome coverage and sequencing platform concordance in different categories of genetic disease risk, person-hours spent curating candidate disease-risk variants, interpretation agreement between trained curators and disease genetics databases, burden of inherited disease risk and pharmacogenomic findings, and burden and interrater agreement of proposed clinical follow-up.Depending on sequencing platform, 10% to 19% of inherited disease genes were not covered to accepted standards for single nucleotide variant discovery. Genotype concordance was high for previously described single nucleotide genetic variants (99%-100%) but low for small insertion/deletion variants (53%-59%). Curation of 90 to 127 genetic variants in each participant required a median of 54 minutes (range, 5-223 minutes) per genetic variant, resulted in moderate classification agreement between professionals (Gross κ, 0.52; 95% CI, 0.40-0.64), and reclassified 69% of genetic variants cataloged as disease causing in mutation databases to variants of uncertain or lesser significance. Two to 6 personal disease-risk findings were discovered in each participant, including 1 frameshift deletion in the BRCA1 gene implicated in hereditary breast and ovarian cancer. Physician review of sequencing findings prompted consideration of a median of 1 to 3 initial diagnostic tests and referrals per participant, with fair interrater agreement about the suitability of WGS findings for clinical follow-up (Fleiss κ, 0.24; P < 001).In this exploratory study of 12 volunteer adults, the use of WGS was associated with incomplete coverage of inherited disease genes, low reproducibility of detection of genetic variation with the highest potential clinical effects, and uncertainty about clinically reportable findings. In certain cases, WGS will identify clinically actionable genetic variants warranting early medical intervention. These issues should be considered when determining the role of WGS in clinical medicine.

Higher-than-normal levels of circulating triglycerides are a risk factor for ischemic cardiovascular disease. Activation of lipoprotein lipase, an enzyme that is inhibited by angiopoietin-like 4 (ANGPTL4), has been shown to reduce levels of circulating triglycerides.

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.

Over 90% of human whole-genome sequencing has been performed using instruments from two companies, Illumina and Complete Genomics. Lam et al. sequence the same DNA samples with both instruments and compare their performance for calling insertions, deletions and single-nucleotide variants. Whole-genome sequencing is becoming commonplace, but the accuracy and completeness of variant calling by the most widely used platforms from Illumina and Complete Genomics have not been reported. Here we sequenced the genome of an individual with both technologies to a high average coverage of ∼76×, and compared their performance with respect to sequence coverage and calling of single-nucleotide variants (SNVs), insertions and deletions (indels). Although 88.1% of the ∼3.7 million unique SNVs were concordant between platforms, there were tens of thousands of platform-specific calls located in genes and other genomic regions. In contrast, 26.5% of indels were concordant between platforms. Target enrichment validated 92.7% of the concordant SNVs, whereas validation by genotyping array revealed a sensitivity of 99.3%. The validation experiments also suggested that >60% of the platform-specific variants were indeed present in the genome. Our results have important implications for understanding the accuracy and completeness of the genome sequencing platforms.