Most patients with rare diseases do not receive a molecular diagnosis and the aetiological variants and causative genes for more than half such disorders remain to be discovered1. Here we used whole-genome sequencing (WGS) in a national health system to streamline diagnosis and to discover unknown aetiological variants in the coding and non-coding regions of the genome. We generated WGS data for 13,037 participants, of whom 9,802 had a rare disease, and provided a genetic diagnosis to 1,138 of the 7,065 extensively phenotyped participants. We identified 95 Mendelian associations between genes and rare diseases, of which 11 have been discovered since 2015 and at least 79 are confirmed to be aetiological. By generating WGS data of UK Biobank participants2, we found that rare alleles can explain the presence of some individuals in the tails of a quantitative trait for red blood cells. Finally, we identified four novel non-coding variants that cause disease through the disruption of transcription of ARPC1B, GATA1, LRBA and MPL. Our study demonstrates a synergy by using WGS for diagnosis and aetiological discovery in routine healthcare. Whole-genome sequencing and phenotype data sharing are introduced in a national health system to streamline diagnosis and to discover coding and non-coding variants that cause rare diseases.

Inherited retinal disease is a common cause of visual impairment and represents a highly heterogeneous group of conditions. Here, we present findings from a cohort of 722 individuals with inherited retinal disease, who have had whole-genome sequencing (n = 605), whole-exome sequencing (n = 72), or both (n = 45) performed, as part of the NIHR-BioResource Rare Diseases research study. We identified pathogenic variants (single-nucleotide variants, indels, or structural variants) for 404/722 (56%) individuals. Whole-genome sequencing gives unprecedented power to detect three categories of pathogenic variants in particular: structural variants, variants in GC-rich regions, which have significantly improved coverage compared to whole-exome sequencing, and variants in non-coding regulatory regions. In addition to previously reported pathogenic regulatory variants, we have identified a previously unreported pathogenic intronic variant in CHM in two males with choroideremia. We have also identified 19 genes not previously known to be associated with inherited retinal disease, which harbor biallelic predicted protein-truncating variants in unsolved cases. Whole-genome sequencing is an increasingly important comprehensive method with which to investigate the genetic causes of inherited retinal disease.

Abstract Intrahepatic cholestasis of pregnancy (ICP) is a pregnancy-specific liver disorder affecting 0.5–2% of pregnancies. The majority of cases present in the third trimester with pruritus, elevated serum bile acids and abnormal serum liver tests. ICP is associated with an increased risk of adverse outcomes, including spontaneous preterm birth and stillbirth. Whilst rare mutations affecting hepatobiliary transporters contribute to the aetiology of ICP, the role of common genetic variation in ICP has not been systematically characterised to date. Here, we perform genome-wide association studies (GWAS) and meta-analyses for ICP across three studies including 1138 cases and 153,642 controls. Eleven loci achieve genome-wide significance and have been further investigated and fine-mapped using functional genomics approaches. Our results pinpoint common sequence variation in liver-enriched genes and liver-specific cis -regulatory elements as contributing mechanisms to ICP susceptibility.

Abstract Background Acquired angioedema due to C1-inhibitor deficiency (AAE-C1-INH) is very rare compared to its prototype, hereditary angioedema. An updated characterisation of the AAE-C1-INH cohort in UK is required to inform management. Objectives To describe the disease burden of AAE-C1-INH, long-term prophylaxis (LTP) and the clinical, immunochemical and treatment profiles of AAE-associated diseases in UK. Method Retrospective data on 117 AAE-C1-INH patients were collected using a national survey proforma across 25/34 Adult Clinical Immunology and Allergy centres in UK. Other European cohorts were compared. Results Median age at AAE-C1-INH diagnosis was 65 years with 3.4% of patients diagnosed below 40 years. The median delay in diagnosis was one year. Antifibrinolytics and attenuated androgens showed comparable efficacy as LTP 88.9% and 89.5%, respectively. A haematological disorder was identified in 83.8% AAE-C1-INH patients compared to 3.4% autoimmune diseases. The predominant haematological disorders were splenic marginal zone lymphoma (SZL) 34% followed by MGUS 16%. The severity of angioedema did not depend on the associated disease. Anti-C1INH-autoantibodies testing was limited at 23.1%. Rituximab monotherapy was effective in treating 9/9 SZL and 1/2 MGUS-associated AAE-C1-INH. Rituximab efficacy was independent of anti-C1INH-autoantibodies detection with response in 3/3 seronegative and 4/4 seropositive patients Conclusion The diagnosis of AAE-C1-INH should not be overlooked below the age of 40 years. The choice of oral LTP should be informed by propensity to side-effects. B-cell depletion could be considered in treating monoclonal B cell disorder-associated-AAE-C1-INH in the absence of haematological indications. Further studies are required to address the clinical utility of anti-C1INH-autoantibodies.