IVD最成熟的技术领域,蕴藏着怎样的机遇

医疗器械 来源: MedTrend医趋势

IVD增速最快的细分行业当属分子诊断,而分子诊断主要包括核酸诊断和生物芯片技术。核酸诊断主要分为聚合酶链式反应(PCR)和荧光原位夹杂(FISH)。

PCR目前在分子诊断细分技术中最为成熟且应用最广。

在这一技术红海的最远处,数字化PCR技术因为其先进性尚处于蓝海竞争市场,国内外企业积极参战,让这一领域的未来充满变数。与此同时,中国基层市场的“放量”,也为PCR市场的格局变化埋下伏笔。

临床诊断“金标准”——PCR技术

聚合酶链式反应(PCR)是一种用于放大扩增特定的DNA(或RNA)片段的分子生物学技术。其技术原理是以DNA双链结构为基础,利用DNA在体外高温时变性分解成单链,低温时引物与单链结合,在DNA聚合酶作用及适宜的温度下合成互补链。

简单来说,PCR是DNA(RNA)的体外复制技术。

PCR最大的特点,就是灵敏度高、特异性好、及时方便。因此,PCR应用广泛,不仅在基础研究方面,还包括医学诊断、法医学和农业科学等各大领域。

临床上,PCR反应灵敏度高,靶细胞检出率可达1/100万,病毒检测灵敏度≥3RFU,最小细菌检出率为3个细菌,检测样本纯度要求低,仅需DNA粗提取;扩增反应在2-4小时内完成,使用简便、快捷。

已经成为多种临床诊断的“金标准”PCR技术,广泛应用于感染性疾病病原体检测、肿瘤基因检测、血筛、遗传病基因检测等多个领域。

PCR技术应用领域

最前沿:第三代数字PCR技术

自1985年PCR技术发现以来,不断更新迭代,目前已经发展至第三代数字PCR技术。

第一代定性PCR技术基本上已经为市场淘汰。

第二代荧光定量PCR技术(Real-Time PCR,简称qPCR)为主流应用平台。二代荧光定量PCR仪在当下乃至未来较长一段时间都会是最受欢迎的PCR仪类型。

高端荧光定量PCR品牌包括赛默飞、罗氏、赛沛(Cepheid)等,国内厂商如上海领成、西安天隆、杭州朗基、珠海黑马、杭州博日等品牌也正在发力。

第三代数字PCR技术(Digital PCR,简称dPCR)。

PCR细分技术生命周期

*PCR技术分化过程中还形成了ARMS法、HRM法等。

数字PCR技术力求做到对DNA绝对定量。利用对样品进行分液处理成为大量“微反应器”,进而实现“单分子模板PCR扩增”。该策略使得PCR技术具有更高的检测灵敏度、精确性和重复性。数字PCR灵敏度可达到单个核酸分子,检测限低至0.001%,抗干扰性强。

数字PCR技术的应用范围广泛,在肿瘤检测、传染病检测、遗传病等疾病检测上具有极大的优势。

基于分液方式的不同,数字PCR主要分为3种:

微流体数字PCR(Microfluidic digital PCR,mdPCR);

微滴数字PCR(Droplet digital PCR,ddPCR);

芯片数字PCR(Chip digital PCR,cdPCR)。

Markets and Markets报告指出:全球定量PCR和数字PCR市场将以8.9%的年复合增长率增长,到2022年将达到53.1亿美元。虽然目前二代定量PCR占据更多的市场份额,但是,预计三代数字PCR增长将超过定量PCR。数字PCR作为目前市场上最前沿的产品,近年来开始崭露头角。

哪些企业“赢在未来”?

数字PCR技术是目前最先进的PCR技术,如果说投资第二代荧光定量PCR技术让企业赢在现在的话,投资第三代数字PCR技术则让企业赢在未来。因此,企业纷纷入局。

1

伯乐——微滴数字PCR技术

伯乐(Bio-Rad)是PCR市场的重要参与者之一,也是最早布局拥有PCR完整解决方案,包括普通PCR仪器、荧光定量PCR仪器以及移液器。

2011年,Bio-Rad毅然投身数字PCR技术,这一布局让Bio-Rad在数字PCR乃至PCR未来市场上占据领先位置。

Bio-Rad的数字PCR技术主要来源于收购。

2011年,伯乐以1.62亿美元收购QuantaLife。当时,QuantaLife已利用油包水微滴生成技术开发了微滴式数字PCR技术,这也是最早出现的相对成熟的数字PCR平台。

收购完成后,QuantaLife 微滴式数字PCR仪产品更名为QX100继续在市场上销售,这个早期型号为dPCR概念的普及和应用领域的拓展发挥了重要作用。2013年Bio-Rad又推出了升级型号QX200。

伯乐QX200 微滴式数字PCR系统

2017年,伯乐再次收购8700万美元收购液滴式数字PCR系统制造商RainDance Technologies。RainDance于2012年推出Raindrop型号数字PCR。该收购进一步巩固了其在液滴数字PCR市场的地位。

2

赛默飞世尔——芯片数字PCR技术

分析仪器市场巨头赛默飞世尔(Thermo Fisher)同样通过并购进入数字PCR领域。

2013年4月,赛默飞世尔以136亿美元收购Life Technologies,并继承其22亿美元净债务。

2013年6月,Life Tech发售QuantStudio? 3D数字PCR系统。值得注意的是,不同于伯乐的微液滴数字PCR系统,这款QuantStudioTM 3D数字PCR系统采用硅基材料纳升微孔板芯片技术。

QuantStudio3D芯片数字PCR系统

3

Illumina——投资入局微滴数字PCR市场

2018年11月,Illumina Ventures领投法国Stilla Technologies 1600万欧元(约1亿余人民币)的A轮融资。

Stilla Technologies这家成立于2013年的初创公司,于2016年推出Naica crystal微滴数字PCR系统,专门从事分子生物学的研究机构精确定量DNA突变。

Naica crystal微滴数字PCR系统

4

罗氏、凯杰纷纷入局数字PCR市场

2018年11月,在美国召开的分子病理学协会年会上,罗氏报告了自家数字PCR仪的研发进展。相关负责人表示,数字PCR仪正处于原型研发阶段。

凯杰长期以来一直是实时定量用光PCR市场的领跑者,但数字PCR是它尚未涉足的一个领域。

直到2019年1月,JP Morgan Healthcare Conference上,凯杰宣布收购Formulatrix公司数字PCR技术,正式进军数字PCR市场。凯杰表示将利用Formulatrix公司的技术开发一种手持电池驱动的数字PCR系统,促进Quanti FERON-TB Gold技术检测贫困地区潜在结核病感染的应用。

5

中国市场上,多企业参战

中国市场同样涌出众多企业,加入这场未来的抢夺战。

2017年,臻准生物科技正式推出中国首款拥有完全自主知识产权的芯片式数字PCR系统AccuOne?。

2017年9月,小海龟科技发布了芯片式数字PCR产品BioDigital华系统。

2017年10月,顺德永诺发布了拥有自主知识产权的微滴式数字PCR仪MiniDrop?。

2018年6月,领航基因科技的生物芯片阅读仪数字PCR iScanner24获批上市。

与以上企业自主研发的思路不同,科维思、诺禾致源和泛生子三家公司则先后通过与赛默飞世尔签署合作协议,并研发了中国本地化芯片式数字PCR,诺禾致源的Digital PCR NG、科维思的IA-1和泛生子的GENETRON 3D陆续获得国家审批。

基层市场PCR仪放量,有望打破市场格局

目前,根据中国医疗市场上的招标信息,

30万-50万、10万-30万,是PCR仪中标价格最多的区间。

30万-50万,进口荧光定量PCR仪占三成,是最受欢迎PCR仪价格区间。

30万是一条分界线,高于30万的PCR仪绝大部分为进口品牌,国产品牌很难见到踪影。

国产品牌PCR仪出没在中低端产品线。

50万-100万为中高端荧光PCR仪出没区间,鲜有国产品牌驻足。

超过100万主要为代表市场最先进技术的数字PCR和高端荧光定量PCR。

数字PCR品牌以伯乐和Illumina Ventures领投的法国Stilla Technologies为主。

但这种格局有望通过新医改政策逐步打破。当前,分级诊疗政策下,基层医疗诊疗量占比是衡量分级诊疗政策实施效果的核心指标。随着患者逐渐分流到基层医疗,将拉动基层医院的诊断设备升级需求,设备更替带来市场新机遇。

而随着政策对临床实验室的规范管理、PCR技术的大力推广、PCR产品的商业化推进以及下游市场需求的释放,PCR市场实现放量扩张。

在“国产替代”的政策支持下,国产PCR厂商有望通过价格优势在二级及以下医院市场上实现放量,迎来一波增长。

数字PCR技术走在PCR的最前沿,而中国市场是IVD领域的必争之地。在当前国内外竞相布局的情形下,你最看好哪家数字PCR企业在中国的未来发展?

来源: MedTrend医趋势

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