在持續了兩年多的新冠疫情之下，民眾對“核酸檢測”已耳熟能詳。作為“核酸檢測”的主力檢測技術--PCR即聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction），從上世紀八十年代的第一代普通PCR，到九十年代的第二代熒光定量PCR，迭代到如今的第三代數字PCR。同時，圍繞數字PCR賽道，各國產數字PCR企業融資信息紛至沓來，使人不得不停下腳步探尋究竟，緣何數字PCR成了“香餑餑”？
圖1 PCR發展簡史
驅動PCR技術迭代的核心因素是什么呢？每一代PCR技術的差異又體現在什么地方？第三代PCR技術的市場格局以及未來發展趨勢是什么？帶著這些問題我們做了相關的市場調研，希望借助此次調研，能更好地洞察市場新的變化趨勢。
未被滿足的客戶需求催生數字PCR市場
PCR技術實質上是基于DNA雙螺旋結構，對特定核酸靶標進行體外擴增，從而將微量或痕量核酸樣本指數擴增至數百萬倍拷貝，滿足生命科學研究或臨床診斷應用。
第一代普通PCR技術特點是采用瓊脂糖凝膠電泳對PCR產物進行終點檢測，實現定性分析。定性分析可以滿足初步的核酸檢測要求，但是無法對核酸靶標進行定量分析，從而限制了其應用范圍。隨后第二代熒光定量PCR的誕生，部分解決了定量與定性分析兼而有之的特點。其通過在PCR反應體系中加入熒光基團，利用熒光信號的積累實時監控PCR反應過程，最后利用擴增指數期的Ct值，從而實現了對基因靶標的的定量分析。熒光定量PCR的問世，極大地推動了核酸檢測在生命科學研究以及臨床診斷應用的范圍。在生命科學領域，無論是基因表達研究、表觀遺傳研究還是單核苷酸多態性分析等，均能看見熒光定量PCR的身影。而在臨床診斷市場，眾多試劑開發廠家已經推出基于熒光定量PCR法相關的檢測試劑盒，為生命健康護航。
在熒光定量PCR應用已經如此廣泛的情況下，緣何數字PCR仍然能橫空出世？核心點在于熒光定量PCR盡管為科研和臨床市場應用提供了非常重要的檢測工具支撐，但仍然有尚未被滿足的客戶需求。
熒光定量PCR需要基于標準品制作的標準曲線進行定量，屬于相對定量，操作較為復雜，且終端用戶對其結果的重復性、靈敏性、精密度、分辨率、對PCR反應抑制劑的耐受性等方面有更高的期待。
數字PCR通過將反應體系進行有限稀釋至成千上萬的反應單元中，實現了核酸靶標的單分子擴增。PCR擴增結束后，基于終點法對陽性液滴數和總液滴數進行計數，結合泊松分布原理，從而實現對起始樣本的絕對定量。其極大地簡化了操作步驟，并且大幅提高了檢測性能，尤其在低豐度或超低豐度的核酸檢測上（靈敏性可達0.001-0.0001%），其優異的性能得到了終端用戶的廣泛認可。
全球市場發展趨勢
目前全球數字PCR的市場規模約1.5億-2.5億美元，約占熒光定量PCR市場規模（約20億美元）的10%，但增長趨勢明顯，有望逐步替代熒光定量PCR技術。目前國際市場有伯樂、賽默飛、凱杰、Stilla、羅氏等主要數字PCR玩家。
根據Mordor Intelliaence研究報告預測，2019-2024年全球qPCR和dPCR市場將以8.8%的年復合增長率增長，從2014年的41.13億美元增長到2024年的62.7億美元。其中，dPCR的增速更快達11.9%，將從2014年的4.75億美元，增長到2024年8.34億美元。這個預測沒有料及2020年新冠疫情的爆發，為PCR檢測帶來極大的市場。但其預測的發展趨勢仍有參考價值。
圖2 2017年-2024年dPCR全球增長情況預測
中國數字PCR市場發展趨勢
盡管國外有伯樂、凱杰、賽默飛等國際品牌，但是近年來國內誕生的十余家數字PCR研發企業使這個市場迸發出新的生命力，諸如領航基因、新羿生物、銳訊生物、科維思、永諾生物、泛生子、思納福醫療等企業也開始與國外企業同臺競技。
一方面，2021年數字PCR賽道，國產品牌相繼多家宣布有單筆過億元融資，新羿生物、領航基因、思納福醫療等均是其中佼佼者。相信在資本市場的加持下，國產數字PCR品牌將會進一步提升研發實力，擴大市場份額。
另一方面，通過筆者對2021年全年網上公開的招投標結果數據（來自于中國政府采購網、易眾標、劍魚、招標雷達、乙方寶等第三方平臺）進行調研，我們發現在臨床醫療市場（產品需具備醫療器械注冊證）上，國產品牌已經占據“半壁江山”以上，其中國產品牌領航基因表現尤為突出，占據了臨床30%以上的市場份額，在2021年聯勤保障部隊醫院集中采購中，單次中標了九臺數字PCR，打破之前單次采購三臺的紀錄，在國內臨床市場力拔頭籌，銳訊生物、新羿生物和永諾生物等眾多國產品牌，整體在臨床市場也表現不俗。
圖3 2021年數字PCR中標結果統計
圖4 2021年臨床市場數字PCR中標結果統計
國產品牌的異軍突起，一方面反映了其高性價比，另一方面也反映了其強勁的研發創新力。其主要特點體現在以下幾個方面：
1、 檢測熒光通道。熒光通道數量的多寡影響樣本利用效率以及單次試驗成本。熒光通道數越多，則單次覆蓋的核酸靶標越多、試驗成本越低、樣本利用效率越高。以新冠檢測為例，目前金標準要求至少檢測病毒2個靶標（ORF1ab和N基因），因此熒光通道數至少為3個，則在使用中性價比較高。目前國際常規為2-4色熒光通道。近年來國產品牌加大投入，自主創新，在熒光通道上已研發升級至4-6色熒光通道，領航基因更是以七色熒光通道成為當下熒光通道數最多的數字PCR企業。
2、 芯片生成通量。芯片生成通量決定了單次上樣量。國內外主要品牌單次芯片生成通量通常為8-16張。國產品牌在芯片生成通量上與國外品牌無顯著差異，部分國產品牌可達到單次32張芯片生成通量。
3、 儀器全自動化。自動化有助于降低人力成本，同時提高試驗精確度，規避由于手工操作環節帶來的結果偏差。部分國外品牌如賽默飛、羅氏等于2021年進博會期間推出了全自動數字PCR產品，國產品牌也提前布局，其中領航基因于2020年推出了全自動數字PCR體系構建系統AP10和全自動液滴數字PCR系統AD16；同年，思納福醫療和達微生物也分別推出了其數字PCR一體機DQ-24和PCR儀OsciDrop。
4、 豐富的應用場景。數字PCR技術的出現不是為了完全取代原有分子診斷技術，而是更好的補充和完善現有技術平臺。數字PCR為不同應用場景下的多樣化核酸檢測需求提供了新的思路，尤其是在臨床檢測方面，在感染性疾病早期檢測、腫瘤的伴隨診斷、生殖遺傳篩查等領域展現出良好的應用前景。國產數字PCR企業在商業化應用方面，也不斷“攻城略地”。新羿生物在新冠病毒檢測及腫瘤伴隨診斷方面開發了一系列試劑盒，并積極推進注冊臨床試驗；領航基因聚焦在血流感染（膿毒癥）及呼吸道感染領域，相繼推出了多款病原菌檢測試劑盒；銳訊生物聚焦于新冠病毒檢測，2020年其產品獲得FDA緊急授權。除此之外，在公共衛生領域，國產數字PCR企業針對食源性致病菌、鼠疫、蟲媒病毒等，也推出多種檢測試劑盒。
數字PCR作為當下最靈敏的核酸檢測技術，盡管目前國產數字PCR企業異軍突起，在臨床市場中實現了彎道超車，但未來仍然需要聚焦客戶需求，不斷夯實底層創新，同時在檢測成本、自動化、試劑盒申報注冊、出海國際化等方面不斷努力，提供更為卓越的解決方案。國際局勢，波譎云詭。在百年未有之大變局，實現中華民族的偉大復興，需要國內企業瞄準技術高地，以爭分奪秒的精神，解決技術“卡脖子”的難題，不斷攻堅克難，自主創新，在與國際品牌的同臺競技中，彰顯中國實力。
