数字PCR,开启黄金时代!
后疫情时代,分子诊断技术将走向何方?
市场成熟度较高的荧光定量PCR技术随着疫情的消失失去了方向,产品同质化、牵涉严重。据媒体报道,医疗机构已有数万套荧光PCR仪器被搁置。
传统PCR的出现为数字PCR打开了一扇窗。
数字PCR(Digital PCR,简称dPCR)是第三代PCR技术,是生命科学和医学诊断的关键技术之一。核心思想是稀释模板分子,均匀分布到数万或数十万个独立的反应单元中,进行PCR扩增,通过PCR末端的有无,实现独立于标准品和标准曲线的单分子绝对定量点信号。
与荧光PCR技术(第二代PCR)相比,dPCR具有诸多优势,主要体现在以下几个方面:灵敏度高、单分子水平检测;定量准确,独立于标准物质和标准曲线,可实现绝对定量,是绝对定量的金标准;稳定性高,擅长在复杂背景模板干扰下检测稀有目标,对抑制剂具有良好的耐受性。
据高合投资研究中心预测,2020年至2024年,我国dPCR行业市场规模仍将保持较高增速,市场规模将从21.33亿元增长至70.11亿元,年复合增长率增长率达34.65%。
国际上,Bio-Rad、Qiagen、Thermo Fisher Scientific、Roche、Illumina等公司都通过收购和投资布局了dPCR业务。国内涌现了信谊生物、瑞讯生物、先锋基因、小龟科技、震准生物、科维斯、永诺生物、新纳福医疗等IVD企业。麦克生物、新产业、Ambion等IVD上市公司均投资了dPCR公司。
目前,dPCR的应用已涵盖多个领域。
一是传染病的早期、快速诊断。利用数字PCR高灵敏度、绝对定量的特点,可以动态监测病原微生物和耐药基因,为临床方案的制定和调整提供参考。
二是肿瘤基因检测,为肺癌、乳腺癌、消化道肿瘤、甲状腺癌等疾病的早期预警、预后判断、疗效预测和评价提供可靠的检测产品。数字PCR以其超高的灵敏度和绝对的定量优势,特别适合肿瘤的液体活检。它可以克服此类标本肿瘤源性核酸含量低、背景复杂的缺点,在微小残留病(MRD)、疗效评价、疾病进展、克隆进化动态监测等方面具有良好的应用前景。
三是出生缺陷筛查,可以对唐氏综合症等染色体疾病和SMA(脊髓性肌萎缩症)等遗传病进行更快、更便宜、更准确的筛查。数字PCR技术可以在样本量相对较少的情况下保证染色体拷贝数定量的准确性,满足唐氏综合症筛查的技术需求。SMN2基因拷贝数检测准确、快速、经济,可满足SMA临床基因检测和产前诊断的需求。
数字PCR技术的先进性和重要价值已成为业界共识。随着检测市场的不断增长和检测要求的不断提高,数字PCR必将成为临床分子诊断的关键技术平台并迎来快速增长。
全国公开招标结果显示,2013年以来,数字PCR中标数量已从个位数时代转变为百余个。尤其是2021年和2022年,每年数字PCR中标数量超过300套,数字PCR正在高校科研院所、海关、疾控、医院等主要领域得到部署。除上述政府招标部门外,产业领域还包括分子诊断、测量与估值、生物制药等领域。因此,数字PCR已成为国家和全行业认可和肯定的技术,未来发展空间巨大。
2023年或将成为数字PCR临床应用爆发元年。2019年以来,国内多家IVD厂商纷纷布局数字PCR临床检测试剂盒(肿瘤、病原体、生殖健康等)。北京信谊生物技术有限公司自主研发的新型冠状病毒(2019-nCoV)核酸检测试剂盒于2022年1月获得三类医疗器械注册证。6月20日,广州友泽生物科技有限公司的“MPR1A/PLAC8基因甲基化检测试剂盒(数字PCR法)”获得国家食品药品监督管理局NMPA批准。这也意味着越来越多基于数字PCR方法的试剂将获得注册证书,背后是无数IVD厂商排队等待基于数字PCR的注册。
数字PCR的春天已经到来。