CN105765076B - 一种染色体非整倍性检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种染色体非整倍性检测方法及装置，其中方法包括：将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对，获得每个测试样本落在参考基因组上的测序序列数目，计算每个测试样本的每条染色体的测序深度，进而计算每个测试样本的每条染色体上的相对测序深度，最后计算每个测试样本的每条染色体的相对测序深度的偏差统计量，再将每个测试样本的每条染色体的相对测序深度的偏差统计量与预设的偏差统计量阈值进行比较，判断测试样本的每条染色体是否缺失或重复。

Description

一种染色体非整倍性检测方法及装置

技术领域

本发明涉及基因组学及生物信息学技术领域，具体涉及一种染色体非整倍性检测方法及装置。

背景技术

自然流产是临床妊娠的常见并发症。其中胚胎的遗传物质异常为主要原因，如三体、X单体、四倍体等染色体异常。自然，了解自然流产的病因，检测流产胎儿的染色体情况，对于确诊当次流产原因及对下次妊娠有重要的指导意义。

目前，常用的染色体非整倍性诊断的方法有：染色体核型分析、荧光原位杂交(FISH，fluorescence in situ hybridization)、比较基因组杂交(Array CGH，arraycomparative genomic hybridization)、多重连接探针扩增技术(MLPA，multiplexligation-dependent probe amplification)、短串联重复序列结合聚合酶链反应技术(STR-PCR，short tendem repeat polymerase chain reaction)等。目前最常用的染色体核型分析虽然可以检测出大部分的染色体数目异常，但是该检测方法容易因为检测标本陈旧等因素导致误诊、漏诊，并且诊断周期长，耗费的成本较大。而FISH诊断技术仅能检测出染色体13、16、18、21、22和X/Y的异常，同样容易出现漏诊的情况。

发明人在对现有技术的研究与实践中发现，目前对于自然流产的胎儿染色体数目的检测方法易出现漏诊或误诊的情况，并且不能适用于全部的染色体检测，诊断周期长，耗费的资源较多。

发明内容

本发明实施例提供的染色体非整倍性检测方法，包括：将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对，所述测试样本包含M个目标样本和N个对照样本，获得每个测试样本落在参考基因组上的测序序列的数目r(j)，其中M、N和j均为正整数，j表示测试样本的编号；计算每个测试样本第i号染色体的测序深度d(i，j)＝r(i,j)/g(i)，其中i为正整数且24≥i≥1，r(i,j)为比对到参考基因组第i号染色体的测序序列数目，g(i)为第i号染色体的大小；计算每个测试样本第i号染色体的相对测序深度D(i，j)＝d(i,j)/d(j)，其中d(j)＝r(j)/G，G表示基因组的大小；计算每个测试样本第i号染色体的相对测序深度的偏差统计量Z(i，j)＝(D(i，j)-mean(i))/sd(i)；其中mean(i)为所述N个对照样本的第i号染色体的相对测序深度的平均值，sd(i)为所述N个对照样本第i号染色体的相对测序深度的标准差；将所述偏差统计量Z(i，j)与预设的偏差统计量阈值进行比较，判断所述测试样本的第i号染色体是否出现非整倍性。

本发明实施例提供的染色体非整倍性检测装置，包括：数据输入单元，用于输入数据；数据输出单元，用于输出数据；存储单元，用于存储数据，其中包括可执行的程序；处理器，与所述数据输入单元、数据输出单元及存储单元数据连接，用于执行所述可执行的程序，所述程序的执行包括完成上述方法。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供的染色体非整倍性检测方法及装置，其中方法包括：将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对，获得测试样本落在参考基因组上的测序序列数目，计算每个测试样本的每条染色体的测序深度，进而计算每个测试样本的每条染色体上的相对测序深度，最后计算每个测试样本的每条染色体的相对测序深度的偏差统计量，再将每个测试样本的每条染色体的相对测序深度的偏差统计量与预设的偏差统计量阈值进行比较，判断测试样本的每条染色体是否缺失或重复。能够检测出测试样本所有染色体是否异常，检测方法准确，减少了漏诊和误诊，降低诊断周期，节省资源。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是依据本发明实施例一的方法流程图；

图2是依据本发明实施例二的方法流程图；

图3为本发明实施例二步骤202的方法流程图；

图4为本发明实施例二步骤202的另一方法流程图；

图5为本发明实施例三的装置结构示意图。

具体实施方式

实施例一：

依据本发明的一种实施方式，提供一种染色体非整倍性检测方法，参考图1，该方法可以包括以下步骤：

101、将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对，获得每个测试样本落在参考基因组上的测序序列数目。

其中，测试样包含M个目标样本和N个对照样本，M和N为正整数。

目标样本指需要进行检测判断包含信息的样本，例如孕妇的流产组织样本，包含流产胚胎或胎儿的变异信息，正常样本指获自预先确定的正常个体的样本。通常而言，目标样本与正常样本来源于同一物种，优选地，具有近似的基本状态，例如无创产前检测21三体，若目标样本为孕妇外周血，则对照样本可以是胎儿21号染色体无异常的孕妇外周血样本。

所述参考基因组优选为人类参考基因组hg18或hg19。本发明的一个实施例中为人类参考基因组hg19。

具体的，可以将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对，得每个测试样本落在参考基因组上的测序序列的数目r(j)，j为正整数，j表示测试样本的编号。

本发明中，测试样本的来源不受特别的限制。本发明的一个方面是进行胎儿变异检测，测试样本只要能够包含胎儿遗传物质即可。在本发明的一个实施例中利用孕妇流产的胚胎组织进行流产胎儿的变异检测，目标样本为孕妇的流产胚胎组织。在无创产前检测中，测试样本(目标样本和对照样本)可以来源于以下至少一种：孕妇外周血、孕妇尿液、孕妇宫颈胎儿脱落滋养细胞、孕妇宫颈粘液和胎儿有核红细胞。在其他实施方式中，比如有创产前检测测试样本也可以来自胎儿的脐带血、胎盘组织或绒毛膜组织、未培养或培养过的羊水细胞、绒毛组细胞等。值得指出的是，在提取测试样本核酸时，特别是在胚胎或胎儿无创检测中，由于样本中除胎儿核酸外还包含孕妇自身核酸，因此为避免干扰检测结果，孕妇本身应当无染色体非整倍性问题，当然，这种判断通常是十分明显的。

本发明中，从测试样本获得测序序列可以采用上机测序的方法进行。在本发明的实施例中，可以采用第三代测序平台对测试样本进行测序。所述第三代测序平台(MetzkerML.Sequencing technologies-the next generation.Nat Rev Genet.2010Jan；11(1):31-46)包括但不限于Helicos公司的真实单分子测序技术(True Single Molecule DNAsequencing),Pacific Biosciences公司单分子实时测序(SMRTTM，single moleculereal-time)，以及Life Technologies公司的半导体测序技术等。本发明的实施例中采用了Life Technologies公司的半导体测序平台。

在本发明中，测试样本的测序序列与参考基因组的比对可以通过任何一种序列比对程序进行。例如本领域技术人员使用的Tmap比对和BWA比对(Burrows-Wheeler Aligner)进行。在本发明的一个实施方案中，所采用的比对软件是Tmap。将测序序列与参考基因组进行比对具体可以是：将测序序列与参考基因组的参考序列进行比对。所述参考序列为已知序列，优选的，采用参考基因组的参考序列是美国国家生物技术信息中心(NCBI，nationalcenter for biotechnology information)数据库中的人类基因组参考序列。在本发明的一个实施方案中，所述人类基因组参考序列是NCBI数据库中版本37.3(hg19；NCBI Build37.3)的人类基因组参考序列。在将对测试样本测序得到的测序序列比对到参考基因组的参考序列时，根据比对软件，可采用容错或不容错比对，采用容错比对时，一般平均100bp允许有1～3个容错。本发明的一个实施例在采用Life Technologies公司的Ion Proton平台测序时，一般采用容错比对。

102、计算测试样本的染色体的测序深度。

简明起见，以d(i，j)表示第j个测试样本第i号染色体的测序深度，i为正整数且24≥i≥1，d(i，j)＝r(i,j)/g(i)，其中g(i)为第i号染色体的大小，r(i,j)为第j个样本的比对到参考基因组第i号染色体的测序序列数目。

r(i,j)的比对所使用的比对程序及比对方法可以参照步骤101中r(j)的比对过程，本实施例步骤不再赘述。

本发明实施例中，由于经Ion Proton测序平台测序得到的测序序列长短不一，长度范围在8-300bp，主峰值在200bp，导致部分区域的测序序列数目分布不均匀。而测序序列的覆盖深度更加均一，因此使用测序深度来作统计，可以降低覆盖深度不均一，有效消除全基因组各区域的深度过度不均等的问题，使测试结果更加准确，减少假阳性信号的出现。值得指出的是，当得到的测序序列长短均等时，本实施例方法同样适用。

103、计算测试样本的染色体的相对测序深度。

本实施例中，以D(i，j)表示相对测序深度。同样，i表示染色体的编号，j表示测试样本的编号。

D(i，j)＝d(i,j)/d(j)，其中d(j)为第j个测试样本的总平均测序深度。

可以采用以下计算方式得到：d(j)＝r(j)/G，G表示基因组的大小。

104、计算测试样本的每条染色体的相对测序深度的偏差统计量。

以Z(i，j)表示偏差统计量：Z(i，j)＝(D(i，j)-mean(i))/sd(i)。

其中，mean(i)和sd(i)利用对照样本的测序数据来确定。由于正常个体是预先选择确定的，因此关于对照样本的任何检测或计算数据均可预先产生并保存下来，本实施方式中采用这种预置对照样本的相关数据的方式，在需要时读取使用。在其他实施方式中，也可以采用对照样本同步检测和计算的方式。

mean(i)为N个对照样本第i号染色体上的相对测序深度的平均值。在本发明的一个实施例中，以N个正常个体的对照样本作为全部测试样本，计算N个对照样本的mean(i)，mean(i)＝[D(i,1)+…+D(i,j)]/N，D(i,j)表示第j个对照样本第i号染色体的相对测序深度，N表示对照样本的数目。在本发明的一个实施例中，为了使检测结果更加准确可靠，优选地，N不小于30。

sd(i)为N个对照样本第i号染色体的相对测序深度的标准差：

偏差统计量Z(i,j)代表了第j个样本的第i条染色体是否出现了缺失或重复的统计含义，在上述计算公式表现形式下，Z(i,j)>0倾向于重复，Z(i,j)<0倾向于缺失，每条染色体的Z(i,j)具有相对独立的统计意义。

105、将每个测试样本的每条染色体的相对测序深度的偏差统计量与预设的偏差统计量阈值进行比较，判断测试样本的每条染色体是否异常。

将Z(i,j)与预设的偏差统计量阈比较，可以判断出测试样本的每条染色体是否缺失或重复。步骤104中计算了每个测试样本的第i条染色体的相对测序深度的偏差统计量，该偏差统计量是相对于N个正常样本第i条染色体的相对测序深度的平均值及标准差计算得到的。基于此偏差统计量，只要设置相应的置信度，即可得到偏差统计量阈值。

本实施例步骤偏差统计量阈值的设置可根据对照样本的数目以及所需要的检测精度等选择检验规则并设置相应的置信度。在本发明的一个实施例中，采用的是基于正态分布的U检验，将置信度设置为99.9％。本实施方式中，依据上述设置方式得到的偏差统计量阈值为[-3,+3]。在其他实施方式中，根据对照样本数目、经验等，也可选择T检验等其他检验规则，同时地或可选地，置信度可选择为90％～99.9％，例如99％、99.5％等，得到不同的统计检验临界值，即为所说的偏差统计量阈值。

若测试样本的Z(i,j)超过偏差统计量阈值上限，则可认为第j个测试样本的第i号染色体出现重复(例如3体)，若测试样本的Z(i,j)低于偏差统计量阈值下限，则可认为测试样本j的第i号染色体出现缺失(例如单体)，由此可以给出测试样本的数字化核型分析结果，例如“第21号染色体3体”、“X染色体缺失”、“Y染色体缺失”等。

实施例二：

请参阅图2，图2为本发明实施例二的方法流程图。如图2所示，本发明实施例二的染色体非整倍性检测方法过程与实施例一相同，与实施例一的区别在于，本发明实施例二在将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对之前，增加了获取测试样本的测序序列的具体过程，步骤可以如下:

201、对测试样本进行核酸提取，获得测试样本脱氧核糖核酸(DNA,Deoxyribonucleic acid))。

在本发明中，所述DNA的获取可以采用盐析法、过柱法、十二烷基苯磺酸钠(SDS)法等常规DNA提取方法从生物样本提取全基因组，本发明实施例优选采用柱层析法。简言之，柱层析法的原理在于：细胞或组织经过细胞裂解液和蛋白酶K的作用后露出裸露的DNA分子，其经过能与带负电的DNA分子结合的硅胶膜柱时，体系中的基因组DNA被可逆吸附，经漂洗液清洗除去蛋白质、脂质等杂质后，用纯化液洗脱获得细胞或组织中的基因组DNA。

本实施例对提取核酸的方法和设备不作限定。本发明实施例的DNA含量为不小于50ng。提取的DNA是用于后续的测试样本文库的构建，本发明实施例构建测试样本文库所要求的DNA起始量比现有技术中的要求低，特别适用于目标核酸含量低或是不易获取的样本。

202、对测试样本DNA进行测序文库构建，获得测试样本文库。

请一并参阅图3，图3为本发明实施例二步骤202的方法流程图。如图3所示，步骤202可以包括如下步骤：

2020、在本发明的一个可选的实施例中，打断DNA，得到预设大小范围的DNA片段。为了对所获得的全基因组DNA进行测序，可以对其进行随机打断处理。

根据本发明的实施例，随机打断处理可以通过采用酶切、雾化、超声、或者Covaris法的至少之一。优选地，采用Covaris法利用动超声波聚焦原理对DNA片段进行打断，将DNA分子打断为比较集中的一定大小的片段。根据本发明的实施例，经过随机打断的主带分布在100-400bp范围内，优选的，预设大小范围的DNA片段的大小范围为200～300bp。

2021、末端修复DNA片段，得到末端修复的DNA片段。

2022A、连接接头于末端修复的DNA片段的两端，得到带接头的DNA片段。

2023A、对所述带接头的DNA片段进行扩增，得到所述测试样本文库。其中，所述接头5‘端磷酸化。

在另一种实施方式中，请参阅图4，图4为本发明实施例二步骤202的另一方法流程图。如图4所示，步骤202可以包括如下步骤：

2020、在本发明的一个可选的实施例中，打断DNA，得到预设大小范围的DNA片段。

2021、末端修复DNA片段，得到末端修复的DNA片段。

2022B、连接接头于所述末端修复后的DNA片段的两端，缺口平移，得到带接头的没有缺口的DNA片段。

2023B、对所述带接头的没有缺口的DNA片段进行扩增，得到所述测试样本文库。

其中，所述接头5’端非磷酸化，比如为直接合成的接头两末端带羟基，或是使接头3’末端为双脱氧核苷酸等，使所述末端修复后的DNA片段与所述接头的至少一个连接处带有缺口。

一个可选的实施例，在连接接头于末端修复的DNA片段的两端之前，可以加碱基腺嘌呤“A”于步骤2021中末端修复的DNA片段的两端。

本发明实施例中，每个测试样本的测序数据量仅需达到4M，即可检测出染色体的非整倍性变异，减少了数据产生的成本。并且本发明方法适用于全部染色体的检验，检测方法更稳定，能更全面进行人类染色体的检验。

一个可选的实施例步骤，对测试样本核酸DNA进行测序文库的构建，获得测试样本文库进一步可以包括：为每个测试样本添加标签序列，所述标签序列用于对测试样本进行区分。

一个优选的实施例，当需要同时检测多个测试样本时，每个测试样本可以被加上不同的标签序列(barcode)，以用于在测序过程中进行测试样品的区分(Micah Hamady,Jeffrey J Walker,J Kirk Harris et al.Error-correcting barcoded primersforpyrosequencing hundreds of samples in multiplex.Nature Methods,2008,March,Vol.5No.3)，从而实现同时对多个测试样品进行测序。值得指出的是，标签序列为了区分不同测试样本，但不影响添加标签序列的测试样本的其他功能。标签序列长度可以是4-12bp。

标签序列可以通过所述接头连接步骤或者所述扩增步骤引入。

具体的，通过接头连接步骤引入，是通过连接带标签序列的接头实现的，当连接接头于末端修复的DNA片段的两端时，标签序列就被接到DNA片段上。

另一种实施方式中，通过PCR引入标签序列，是通过预先设置带标签的引物实现的。

203、对所述测试样本文库进行测序，获得测试样本的测序序列。

实施例三：

依据本发明的一种实施方式，提供一种染色体非整倍性检测装置，参考图5，该装置可以包括：

数据输入单元40，用于输入数据；

数据输出单元41，用于输出数据；

存储单元42，用于存储数据，其中包括可执行的程序；

处理器43，与所述数据输入单元、数据输出单元及存储单元数据连接，用于执行所述可执行的程序，所述程序的执行包括完成上述实施方式中各种方法的全部或部分步骤。

以下结合具体目标个体对依据本发明的具体检测方法的运行结果进行详细的描述。下述检测过程所使用的具体参数设置为：

1.参考序列：NCBI数据库中版本37.3(hg19；NCBIBuild37.3)的人类基因组参考序列，

2.目标样本：20例孕妇外周血血浆样本。

检测过程为：

1.DNA提取与建库：对提取的DNA片段进行筛选，选取200-300bp大小范围的DNA片段，进行末端修复。在末端修复体系中，其成分包括10X PNK Buffer(Enzymatics)，dNTP和修复末端的酶.末端修复后，用Ampure beads进行纯化，纯化后的DNA进行接头连接。再用Ampure beads进行纯化。然后由琼脂糖凝胶电泳将磁珠纯化后的片段进行集中片段选择，回收240-260bp的片段。回收的胶块进行QIAquick Gel Extraction Kit纯化，纯化后的片段利用PFX(PLATINUM PFX DNA POLYMERASE品牌)酶进行扩增，cycles数为8-12个cycles。在PCR扩增前先进行缺口平移。平移后立即进行聚合酶链式反应PCR扩增，再次进行磁珠纯化，最后用TE buffer进行溶解。构建好的文库(主带约为230bp)其两端被加上测序所用接头，每个样本通过带有Barcode的接头进行区分。2100Bioanalyzer(Agilent)质检合格的文库(插入片段为约130bp)将被emulsion PCR成油包水状态，形成包裹单分子颗粒。

上述建库实施中涉及的试剂、仪器等都可通过市面购得，如购自lifetechnologies。

2.测序：对于获自上述20例血浆的DNA样本按照Life Technologies官方公布的Ion Proton说明书进行操作，进行上机测序，每个样本根据标签序列进行区分。利用比对软件Tmap(获自Life Technologies公司主页)，将测序结果与参考序列进行不容错比对，得到测序结果在参考序列上的定位。

3.数据分析：计算每个测试样本的Z(i,j)，并将Z(i,j)与偏差统计量阈值进行比较，获得检测结果。

4.结果检验：以下将本发明染色体非整倍性分析结果与CGH/FISH结果比较，比较结果如下表1所示。标准CGH分析步骤如下：验使用Human Genome CGH Microarray Kit，(Agilent Technologies Inc.)，完全按照厂商的使用说明进行操作。对CGH芯片结果再利用荧光原位杂交技术设计相应的探针(Fluorescence In Situ Hybridization,FISH)，本实验使用北京金普嘉生产的FISHHER2试剂盒。

表1

以上所述仅为本发明的较佳实施例，应当理解，这些实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，可以对上述具体实施方式进行变化。

Claims (14)

1.一种染色体非整倍性检测装置，其特征在于，包括：

数据输入单元，用于输入数据；

数据输出单元，用于输出数据；

存储单元，用于存储数据，其中包括可执行的程序；

处理器，与所述数据输入单元、数据输出单元及存储单元数据连接，用于执行所述可执行的程序，所述程序的执行包括完成如下所述的方法：

将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对，所述测试样本包含M个目标样本和N个对照样本，获得每个测试样本落在参考基因组上的测序序列的数目r(j)，其中M、N和j均为正整数，j表示测试样本的编号；

计算每个测试样本第i号染色体的测序深度d(i，j)＝r(i,j)/g(i)，其中i为正整数且24≥i≥1，r(i,j)为比对到参考基因组第i号染色体的测序序列数目，g(i)为第i号染色体的大小；

计算每个测试样本第i号染色体的相对测序深度D(i，j)＝d(i,j)/d(j)，其中d(j)＝r(j)/G，G表示基因组的大小；

计算每个测试样本第i号染色体的相对测序深度的偏差统计量Z(i，j)＝(D(i，j)-mean(i))/sd(i)；其中mean(i)为所述N个对照样本的第i号染色体的相对测序深度的平均值，sd(i)为所述N个对照样本第i号染色体的相对测序深度的标准差；

将所述偏差统计量Z(i，j)与预设的偏差统计量阈值进行比较，判断所述测试样本的第i号染色体是否出现非整倍性。

2.如权利要求1所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述测试样本选自以下至少一种：孕妇外周血、孕妇尿液、孕妇宫颈胎儿脱落滋养细胞、孕妇宫颈粘液和胎儿有核红细胞。

3.如权利要求1所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述参考基因组为人类参考基因组hg19。

4.如权利要求1所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述N个对照样本的个数不少于30。

5.如权利要求1所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对之前包括：

对测试样本进行核酸提取，获得测试样本脱氧核糖核酸DNA；

对所述测试样本DNA进行测序文库构建，获得测试样本文库；

对所述测试样本文库进行测序，获得测试样本的测序序列。

6.如权利要求5所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述测试样本DNA含量为不小于50ng。

7.如权利要求5所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述对测试样本DNA进行测序文库构建包括：

末端修复所述DNA片段，得到末端修复的DNA片段；

连接接头于所述末端修复的DNA片段的两端，得到带接头DNA片段；

对所述带接头的DNA片段进行扩增，得到所述测试样本文库；

其中，所述接头5’末端磷酸化。

8.如权利要求5所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述对测试样本DNA进行测序文库构建包括：

末端修复所述DNA片段，得到末端修复后的DNA片段；

连接接头于所述末端修复后的DNA片段的两端，缺口平移，得到带接头的没有缺口的DNA片段；

对所述带接头的没有缺口的DNA片段进行扩增，得到所述测试样本文库；

其中，所述接头末端非磷酸化。

9.如权利要求7或8所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述末端修复所述DNA片段之前包括：

打断所述DNA，得到预设大小范围的DNA片段。

10.如权利要求7或8所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述连接接头于所述末端修复的DNA片段的两端之前包括：加碱基腺嘌呤“A”于所述末端修复的DNA片段的两端。

11.如权利要求9所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述预设大小范围的DNA片段的大小范围为100-400bp。

12.如权利要求7或8所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述对测试样本核酸DNA进行测序文库的构建，获得测试样本文库进一步包括：

为每个测试样本添加标签序列，所述标签序列用于对测试样本进行区分；

所述标签序列通过所述接头连接步骤或者所述扩增步骤引入。

13.如权利要求1所述的染色体非整倍性检测装置，其特征在于，所述偏差统计量阈值的设置包括：

按照预置的U检验规则，将置信度设置为99.9％计算所述偏差统计量阈值的边界值为[-3,+3]。

14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储供计算机执行的程序，

所述程序的执行包括完成如下所述的方法：

将测试样本测序后得到的测序序列与参考基因组进行比对，所述测试样本包含M个目标样本和N个对照样本，获得每个测试样本落在参考基因组上的测序序列的数目r(j)，其中M、N和j均为正整数，j表示测试样本的编号；

计算每个测试样本第i号染色体的测序深度d(i，j)＝r(i,j)/g(i)，其中i为正整数且24≥i≥1，r(i,j)为比对到参考基因组第i号染色体的测序序列数目，g(i)为第i号染色体的大小；

计算每个测试样本第i号染色体的相对测序深度D(i，j)＝d(i,j)/d(j)，其中d(j)＝r(j)/G，G表示基因组的大小；

计算每个测试样本第i号染色体的相对测序深度的偏差统计量Z(i，j)＝(D(i，j)-mean(i))/sd(i)；其中mean(i)为所述N个对照样本的第i号染色体的相对测序深度的平均值，sd(i)为所述N个对照样本第i号染色体的相对测序深度的标准差；

将所述偏差统计量Z(i，j)与预设的偏差统计量阈值进行比较，判断所述测试样本的第i号染色体是否出现非整倍性。