国产数字PCR企业异军突起，实现弯道超车

在持续了两年多的新冠疫情之下，民众对“核酸检测”已耳熟能详。作为“核酸检测”的主力检测技术--PCR即聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction），从上世纪八十年代的第一代普通PCR，到九十年代的第二代荧光定量PCR，迭代到如今的第三代数字PCR。同时，围绕数字PCR赛道，各国产数字PCR企业融资信息纷至沓来，使人不得不停下脚步探寻究竟，缘何数字PCR成了“香饽饽”？

图1 PCR发展简史

驱动PCR技术迭代的核心因素是什么呢？每一代PCR技术的差异又体现在什么地方？第三代PCR技术的市场格局以及未来发展趋势是什么？带着这些问题我们做了相关的市场调研，希望借助此次调研，能更好地洞察市场新的变化趋势。

未被满足的客户需求催生数字PCR市场

PCR技术实质上是基于DNA双螺旋结构，对特定核酸靶标进行体外扩增，从而将微量或痕量核酸样本指数扩增至数百万倍拷贝，满足生命科学研究或临床诊断应用。

第一代普通PCR技术特点是采用琼脂糖凝胶电泳对PCR产物进行终点检测，实现定性分析。定性分析可以满足初步的核酸检测要求，但是无法对核酸靶标进行定量分析，从而限制了其应用范围。随后第二代荧光定量PCR的诞生，部分解决了定量与定性分析兼而有之的特点。其通过在PCR反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号的积累实时监控PCR反应过程，最后利用扩增指数期的Ct值，从而实现了对基因靶标的的定量分析。荧光定量PCR的问世，极大地推动了核酸检测在生命科学研究以及临床诊断应用的范围。在生命科学领域，无论是基因表达研究、表观遗传研究还是单核苷酸多态性分析等，均能看见荧光定量PCR的身影。而在临床诊断市场，众多试剂开发厂家已经推出基于荧光定量PCR法相关的检测试剂盒，为生命健康护航。

在荧光定量PCR应用已经如此广泛的情况下，缘何数字PCR仍然能横空出世？核心点在于荧光定量PCR尽管为科研和临床市场应用提供了非常重要的检测工具支撑，但仍然有尚未被满足的客户需求。

荧光定量PCR需要基于标准品制作的标准曲线进行定量，属于相对定量，操作较为复杂，且终端用户对其结果的重复性、灵敏性、精密度、分辨率、对PCR反应抑制剂的耐受性等方面有更高的期待。

   数字PCR通过将反应体系进行有限稀释至成千上万的反应单元中，实现了核酸靶标的单分子扩增。PCR扩增结束后，基于终点法对阳性液滴数和总液滴数进行计数，结合泊松分布原理，从而实现对起始样本的绝对定量。其极大地简化了操作步骤，并且大幅提高了检测性能，尤其在低丰度或超低丰度的核酸检测上（灵敏性可达0.001-0.0001%），其优异的性能得到了终端用户的广泛认可。

全球市场发展趋势

  目前全球数字PCR的市场规模约1.5亿-2.5亿美元，约占荧光定量PCR市场规模（约20亿美元）的10%，但增长趋势明显，有望逐步替代荧光定量PCR技术。目前国际市场有伯乐、赛默飞、凯杰、Stilla、罗氏等主要数字PCR玩家。

根据Mordor Intelliaence研究报告预测，2019-2024年全球qPCR和dPCR市场将以8.8%的年复合增长率增长，从2014年的41.13亿美元增长到2024年的62.7亿美元。其中，dPCR的增速更快达11.9%，将从2014年的4.75亿美元，增长到2024年8.34亿美元。这个预测没有料及2020年新冠疫情的爆发，为PCR检测带来极大的市场。但其预测的发展趋势仍有参考价值。

　                  图2 2017年-2024年dPCR全球增长情况预测

中国数字PCR市场发展趋势

尽管国外有伯乐、凯杰、赛默飞等国际品牌，但是近年来国内诞生的十余家数字PCR研发企业使这个市场迸发出新的生命力，诸如领航基因、新羿生物、锐讯生物、科维思、永诺生物、泛生子、思纳福医疗等企业也开始与国外企业同台竞技。

一方面，2021年数字PCR赛道，国产品牌相继多家宣布有单笔过亿元融资，新羿生物、领航基因、思纳福医疗等均是其中佼佼者。相信在资本市场的加持下，国产数字PCR品牌将会进一步提升研发实力，扩大市场份额。

另一方面，通过笔者对2021年全年网上公开的招投标结果数据（来自于中国政府采购网、易众标、剑鱼、招标雷达、乙方宝等第三方平台）进行调研，我们发现在临床医疗市场（产品需具备医疗器械注册证）上，国产品牌已经占据“半壁江山”以上，其中国产品牌领航基因表现尤为突出，占据了临床30%以上的市场份额，在2021年联勤保障部队医院集中采购中，单次中标了九台数字PCR，打破之前单次采购三台的纪录，在国内临床市场力拔头筹，锐讯生物、新羿生物和永诺生物等众多国产品牌，整体在临床市场也表现不俗。

图3 2021年数字PCR中标结果统计

图4 2021年临床市场数字PCR中标结果统计

国产品牌的异军突起，一方面反映了其高性价比，另一方面也反映了其强劲的研发创新力。其主要特点体现在以下几个方面：

1、 检测荧光通道。荧光通道数量的多寡影响样本利用效率以及单次试验成本。荧光通道数越多，则单次覆盖的核酸靶标越多、试验成本越低、样本利用效率越高。以新冠检测为例，目前金标准要求至少检测病毒2个靶标（ORF1ab和N基因），因此荧光通道数至少为3个，则在使用中性价比较高。目前国际常规为2-4色荧光通道。近年来国产品牌加大投入，自主创新，在荧光通道上已研发升级至4-6色荧光通道，领航基因更是以七色荧光通道成为当下荧光通道数最多的数字PCR企业。

2、 芯片生成通量。芯片生成通量决定了单次上样量。国内外主要品牌单次芯片生成通量通常为8-16张。国产品牌在芯片生成通量上与国外品牌无显著差异，部分国产品牌可达到单次32张芯片生成通量。

3、 仪器全自动化。自动化有助于降低人力成本，同时提高试验精确度，规避由于手工操作环节带来的结果偏差。部分国外品牌如赛默飞、罗氏等于2021年进博会期间推出了全自动数字PCR产品，国产品牌也提前布局，其中领航基因于2020年推出了全自动数字PCR体系构建系统AP10和全自动液滴数字PCR系统AD16；同年，思纳福医疗和达微生物也分别推出了其数字PCR一体机DQ-24和PCR仪OsciDrop。

4、 丰富的应用场景。数字PCR技术的出现不是为了完全取代原有分子诊断技术，而是更好的补充和完善现有技术平台。数字PCR为不同应用场景下的多样化核酸检测需求提供了新的思路，尤其是在临床检测方面，在感染性疾病早期检测、肿瘤的伴随诊断、生殖遗传筛查等领域展现出良好的应用前景。国产数字PCR企业在商业化应用方面，也不断“攻城略地”。新羿生物在新冠病毒检测及肿瘤伴随诊断方面开发了一系列试剂盒，并积极推进注册临床试验；领航基因聚焦在血流感染（脓毒症）及呼吸道感染领域，相继推出了多款病原菌检测试剂盒；锐讯生物聚焦于新冠病毒检测，2020年其产品获得FDA紧急授权。除此之外，在公共卫生领域，国产数字PCR企业针对食源性致病菌、鼠疫、虫媒病毒等，也推出多种检测试剂盒。

数字PCR作为当下最灵敏的核酸检测技术，尽管目前国产数字PCR企业异军突起，在临床市场中实现了弯道超车，但未来仍然需要聚焦客户需求，不断夯实底层创新，同时在检测成本、自动化、试剂盒申报注册、出海国际化等方面不断努力，提供更为卓越的解决方案。国际局势，波谲云诡。在百年未有之大变局，实现中华民族的伟大复兴，需要国内企业瞄准技术高地，以争分夺秒的精神，解决技术“卡脖子”的难题，不断攻坚克难，自主创新，在与国际品牌的同台竞技中，彰显中国实力。