國內(nèi)數(shù)字PCR賽道仍在回溫。
此前，國內(nèi)數(shù)字PCR企業(yè)思納福醫(yī)療對外宣布完成近2億元B輪融資，一舉刷新了該賽道最大單筆融資的記錄。
一方面，國際分子診斷巨頭在數(shù)字PCR賽道中大動作頻頻。近日，伯樂公司繼其重磅產(chǎn)品一體式數(shù)字PCR QX ONE發(fā)布后，又推出了QX600多通道版本。凱杰生物則通過并購整合的方式一次性推出三款一體式數(shù)字PCR設(shè)備，因美納旗下Stilla也發(fā)布6通道檢測新產(chǎn)品。
賽默飛世爾作為老牌數(shù)字PCR供應(yīng)商，在其QuantStudio 3D競爭力不足的情況下，快速整合新平臺，并悄然上架了QuantStudio? Absolute Q?新產(chǎn)品，強勢回歸。雖尚未正式披露，分子診斷巨頭羅氏也在預(yù)熱數(shù)字PCR產(chǎn)品的發(fā)布，據(jù)悉，目前在國內(nèi)已經(jīng)可以見到Demo機器。
至此，幾乎所有的分子診斷國際巨頭都進行了數(shù)字PCR賽道的布局。同時我們也能夠看到，數(shù)字PCR高端競爭格局正式進入“一體化時代”。
另一方面，頭部投資機構(gòu)大舉重倉押注。數(shù)字PCR優(yōu)質(zhì)企業(yè)思納福醫(yī)療、新羿生物、銳訊生物、領(lǐng)航基因等相繼完成了新的融資。繼新羿生物在年初拿下1.5億元賽道最高融資額之后，思納福醫(yī)療再度將國內(nèi)數(shù)字PCR領(lǐng)域融資記錄刷新到近2億元。而其中這一波入局數(shù)字PCR的投資者中，不乏國內(nèi)外頭部機構(gòu)身影。
在二代測序（NGS）逐步廝殺成紅海、熒光定量供需日趨飽和的當下，曾經(jīng)屬于數(shù)字PCR的舞臺似乎又重新啟幕。
數(shù)字PCR何以殺回來？
在快速迭代的醫(yī)療器械創(chuàng)新中，很少會有新技術(shù)的應(yīng)用可以梅開二度，但數(shù)字PCR做到了。實際上，賽道回溫的背后，是變化了的數(shù)字PCR行業(yè)生長邏輯。
首先是新冠疫情期間反復(fù)出現(xiàn)的全民核酸檢測，幫助分子診斷快速而高效地完成了市場教育，同時也展現(xiàn)了市場對高靈敏度核酸檢測的剛性需求。盡管真正因此火起來的是上一代的qPCR，但數(shù)字PCR產(chǎn)品滲透中認知門檻明顯降低了。
其次是文章開頭所提及伯樂公司、凱杰生物、羅氏、賽默飛世爾、因美納等診斷儀器巨頭紛紛落子，尤其是作為qPCR絕對主力的凱杰生物掉轉(zhuǎn)車頭重點突圍數(shù)字PCR，讓人們對于數(shù)字PCR的未來想象更多了一份考量。
這其中，數(shù)字PCR行業(yè)的底層邏輯，原本就是其在技術(shù)性能上相對qPCR的信噪比、準確性、可靠性等方面的顯著優(yōu)化。
有從業(yè)者向動脈網(wǎng)表示，如果單純考量技術(shù)，數(shù)字PCR的出現(xiàn)是PCR領(lǐng)域一次革命性的突破，在很多方面實現(xiàn)了顯著提升。具體而言，數(shù)字PCR采用分子級別的相互分割的反應(yīng)體系，能夠減少分子之間的競爭抑制，相當于將樣品的信噪比提升了3-4個數(shù)量級。
同時，數(shù)字PCR所采用的定量方法由通過標準物質(zhì)的“比對定量”方法，變成了依據(jù)統(tǒng)計模型的“計數(shù)定量法”，定量的準確性極大提高。
此外，數(shù)字PCR的信號讀取形式從qPCR的模擬信號讀取升級到數(shù)字信號讀取，提升了檢測系統(tǒng)的抗干擾能力，并且大大降低了檢測流程對試劑性能的要求。對于數(shù)字PCR而言，檢測結(jié)果不再依賴反應(yīng)體系的擴增效率，這在復(fù)雜樣本的檢測中能夠大幅度優(yōu)化檢測結(jié)果的可靠性。
也就是說，一旦數(shù)字PCR的產(chǎn)品在成本和易用性層面成熟到可以媲美qPCR，將意味著有希望在現(xiàn)有場景中快速替代后者。
“從臨床端的需求來看，分子診斷大體可以分為兩大類，”一位從事數(shù)字PCR應(yīng)用推廣多年的產(chǎn)品經(jīng)理告訴動脈網(wǎng)，“一類是多位點定性檢測，多用在篩查檢測中，主要選用的技術(shù)平臺是NGS、基因芯片等；另一類是少數(shù)位點定量檢測，一般用在伴隨診斷中?！?/span>
在多位點的篩查檢測中，除了對靈敏度要求極高的場景（例如：液體活檢、體液微生物檢測等），PCR技術(shù)并沒有太大的優(yōu)勢。而一旦確診后進入到治療過程，或者明確需要檢測的少數(shù)位點之后，PCR技術(shù)就成為幾乎唯一可行的解決方案。這是因為對于少數(shù)已知基因位點檢測而言，無論是定性檢測靈敏度還是定量檢測的準確度，PCR技術(shù)都具備更優(yōu)的成本效益。
“目前，盡管PCR市場的主流技術(shù)平臺仍是qPCR，等到數(shù)字PCR的技術(shù)成熟度和成本優(yōu)化足夠，無疑會迎來巨大的市場機會?！边@位產(chǎn)品經(jīng)理表示。
此外，對于數(shù)字PCR的開發(fā)者和終端用戶而言，這輪回溫更深層次的原因則在于技術(shù)和工藝積累之下，數(shù)字PCR產(chǎn)品形態(tài)終于實現(xiàn)了實質(zhì)性突破，從多工具組合到一體化流程、從樣本外送到本地化實驗、從操作復(fù)雜到用戶友好，這讓數(shù)字PCR迭代qPCR的理想正一點點照進現(xiàn)實。
產(chǎn)品化能力桎梏多年
數(shù)字PCR技術(shù)已經(jīng)有超過20年的發(fā)展史。但從產(chǎn)品角度看，數(shù)字PCR才剛剛起步，大部分數(shù)字PCR產(chǎn)品還停留在“多工具組合”的階段。換言之，如果對應(yīng)到qPCR的發(fā)展歷程，當前大部分的數(shù)字PCR產(chǎn)品成熟度還停留在20年前半自動化的階段——操作復(fù)雜且不準。
產(chǎn)品化能力滯后的一個重要原因在于，想要采用傳統(tǒng)微流控方案實現(xiàn)一體化在技術(shù)層面實現(xiàn)的難度較大。這是因為液滴生成、擴增和檢測都需要用到不同的耗材，調(diào)用設(shè)備的不同功能模塊，這極大提高了技術(shù)復(fù)雜性。據(jù)了解，作為數(shù)字PCR產(chǎn)品最早期開拓者的伯樂公司，耗時近10年才完成了數(shù)字PCR儀從多工具到一體化的產(chǎn)品形態(tài)迭代，而更多的數(shù)字PCR廠商則在反復(fù)嘗試失敗后淡出市場。
即便伯樂公司終于推出的QX ONE，也只是基于內(nèi)部集成機械手的形式來實現(xiàn)一體化的產(chǎn)品形態(tài)。然而，數(shù)字PCR運行中會涉及大量模塊和部件，從工藝上確保集成體系的穩(wěn)定性和可維護性難度大，成本也比較高。在國內(nèi)，雖然有許多數(shù)字PCR研發(fā)團隊不斷嘗試，卻尚無微流控方案的數(shù)字PCR一體機上市。
數(shù)字PCR產(chǎn)品形態(tài)長期止步不前，嚴重限制了技術(shù)的想象空間，由此造成了產(chǎn)品長期以來無法踏入IVD領(lǐng)域的尷尬局面。
有從業(yè)者向動脈網(wǎng)透露，由于產(chǎn)品端不夠成熟，數(shù)字PCR直到2020年才開始陸續(xù)開發(fā)臨床市場，此前主要應(yīng)用在科研和公共衛(wèi)生領(lǐng)域，全國的設(shè)備保有量不到1000臺。
“現(xiàn)階段有能力落地的主要是國外品牌，其中伯樂公司在全國布局了500~600臺設(shè)備，每年新增100~150臺，其次是在累計已經(jīng)布局60~80臺設(shè)備的Stilla，他們每年新增的裝機量在20~30臺左右，而凱杰生物的戰(zhàn)略重心聚焦在數(shù)字PCR后，一年來也逐漸占有了一席之地?！边@位從業(yè)者指出，“國內(nèi)方面則以投放測試為主，裝機量增長比較快，但真正活躍的保有量并不夠，整體來看，市場滲透還在早期階段，以qPCR的裝機量來看，未來還有巨大潛力?！?/span>
因此，對于數(shù)字PCR廠商而言，技術(shù)優(yōu)化和產(chǎn)品迭代仍然是當務(wù)之急。只有解決了產(chǎn)品形態(tài)的問題，讓數(shù)字PCR逐漸下沉到應(yīng)用場景中去，其高靈敏度、準確定量的優(yōu)勢才能體現(xiàn)出來，進而逐步實現(xiàn)對qPCR技術(shù)的替代。
從科研到臨床的破局
從某種意義上講，2020年是數(shù)字PCR“一體化時代”的開端，也是其臨床落地的元年。
2020年初，伯樂公司將前述全球首款數(shù)字PCR一體機QX ONE推向市場。對于數(shù)字PCR產(chǎn)業(yè)化而言，這是一個重要里程碑，標志著數(shù)字PCR產(chǎn)品進入一體化階段，其產(chǎn)品成熟度基本達到了qPCR程度，為這項技術(shù)從科研、公共衛(wèi)生向臨床診斷延展打開了突破口。數(shù)月后，凱杰生物的數(shù)字PCR一體機QIAcuity系列也高調(diào)亮相。
動脈網(wǎng)注意到，就在伯樂公司和凱杰生物兩大巨頭爭相推出一體化數(shù)字PCR儀的同時，國內(nèi)數(shù)字PCR企業(yè)思納福醫(yī)療也推出了其數(shù)字PCR一體機DQ-24。
據(jù)了解，DQ-24由思納福醫(yī)療自主研發(fā)，使用體驗方面已經(jīng)十分接近ABI的經(jīng)典qPCR儀7500。這是首款國產(chǎn)一體化數(shù)字PCR儀，也是全球已經(jīng)上市的第三款。DQ-24的上市標志著我國數(shù)字PCR技術(shù)達到國際頂尖水平，在產(chǎn)品成熟度上展現(xiàn)了和國際頂尖玩家“齊頭并進”的局面。
據(jù)思納福醫(yī)療創(chuàng)始人盛廣濟介紹，思納福數(shù)字PCR技術(shù)不僅實現(xiàn)了產(chǎn)品性能的趕超，在技術(shù)路線上也完全跳出了過去 “進口仿制，國產(chǎn)替代”的老路子。思納福醫(yī)療從底層技術(shù)創(chuàng)新做起，開辟了全新的“振動注射”技術(shù)路徑，構(gòu)建了自己的技術(shù)體系，并進行了全面的國際化專利布局。DQ-24基于 “振動注射”技術(shù)，將液滴生成、擴增、檢測等環(huán)節(jié)集成到同一個位置，從而避免涉及復(fù)雜的液滴轉(zhuǎn)移問題，并且液滴還可根據(jù)試驗需求調(diào)節(jié)體積及數(shù)量。
“DQ-24是目前同類產(chǎn)品中自動化水平最高的，”盛廣濟指出，“使用中需要用戶執(zhí)行的手工步驟很少，只需八連管上機即可，操作體驗和qPCR幾乎完全一致，用戶的學(xué)習(xí)成本基本為零?！?/span>
此外，液滴生成油相使用的是礦物油，具有低成本、無揮發(fā)、環(huán)保的特性，同時也是目前市面上唯一能夠?qū)崿F(xiàn)無縫兼容現(xiàn)有qPCR試劑體系的數(shù)字PCR平臺，用戶可以直接使用在qPCR平臺上已經(jīng)優(yōu)化好的實驗體系，無需重復(fù)研發(fā)，大大降低了用戶平臺升級所帶來的工作量。另外由于DQ-24無需微流控耗材，單次檢測成本相較于同類產(chǎn)品下降了一個數(shù)量級，有望推動數(shù)字PCR技術(shù)在臨床應(yīng)用場景的大規(guī)模推廣落地。
目前，DQ-24已投入市場，并快速放量?！艾F(xiàn)在可以說是一體化數(shù)字PCR儀商業(yè)化最好的時代。先有數(shù)字PCR概念在應(yīng)用場景下多年的緩慢滲透，后有國際巨頭持續(xù)迭代產(chǎn)品，大大降低了推動用戶端使用數(shù)字PCR儀的市場教育成本，”盛廣濟表示，“而國產(chǎn)設(shè)備更低的裝機成本、更及時的技術(shù)支持相應(yīng)也成為迅速攻占市場的競爭優(yōu)勢。不到一年的時間我們已經(jīng)實現(xiàn)累計裝機近100臺，一體化數(shù)字PCR的市場普及速度遠超過去，也充分展現(xiàn)了用戶對一體式數(shù)字PCR技術(shù)的歡迎”
所以當數(shù)字PCR這項性能更優(yōu)的分子診斷技術(shù)找到了合適成熟的產(chǎn)品形態(tài)，打開臨床檢驗市場的大門，似乎只是時間問題。試想，同樣的使用成本和更優(yōu)的操作體驗下，有什么理由拒絕更高靈敏度，更高精度的核酸檢測技術(shù)呢？
眼下的熱潮是數(shù)字PCR在回歸，也是數(shù)字PCR在超越。
