高瓴、礼来亚洲带队,资本重回临床检验科?

在许多投资机构眼中,行至2019年,数字PCR能带来的想象空间已几近枯竭。然而,从关注赛道清单中被划掉的第2年,数字PCR便卷土重回巅峰,让一些投资机构直呼“打脸”。

在许多投资机构眼中,行至2019年,数字PCR能带来的想象空间已几近枯竭。然而,从关注赛道清单中被划掉的第2年,数字PCR便卷土重回巅峰,让一些投资机构直呼“打脸”。

 

到7月中旬,领航基因宣布完成1.2亿元的A+轮融资为止,2021年的前7个月,数字PCR领域已经发生了4起融资事件。其中,在上一轮的数字PCR投资热潮中表现优异的新羿生物锐讯生物、领航基因相继完成了新的融资,新羿生物完成的1.5亿元B轮融资创下数字PCR垂直领域融资新高。这期间的数字PCR投资者中,不乏高瓴礼来亚洲等头部机构身影,场面变得颇为壮观。

 

实际上,早在此前一年,卡尤迪和赛雷纳完成新一轮融资时,数字PCR的复苏就初见端倪。2020年9月,具有丰富细胞分离技术经验的赛雷纳完成B轮融资,并基于高通量单细胞和DNA分析技术进军数字PCR,尝试研发小型化高性能设备。3个月后,卡尤迪完成6亿元D轮融资。无独有偶,2019年5月,在拳头产品闪测TMFLAH和Mini 8上市多年后,卡尤迪自主研发的生物芯片分析仪DX100拿到注册证,以解决方案的形式进入数字PCR市场。

 

2020年3月,达普生物完成2000万元天使轮融资;

2021年3月,达微生物完成Pre-A轮融资,投资方为清控金信资本、迈克生物;

2021年7月,领航基因完成1.2亿元A+轮融资,投资方为分享投资、浦信资本;

2021年2月,锐讯生物完成数千万B1轮融资,投资方为清科资管、凯泰资本、明势资本、火山石资本;

2021年1月,新翌生物完成1.5亿元B轮融资,投资方为礼来亚洲基金、华创资本、高瓴创投、青岛禹峰、重远汇晨

2020年12月,卡尤迪完成6亿元D轮融资,投资方为高瓴创投、金阖资本、惠远资本、峰瑞资本

2020年9月,赛雷纳完成数千万B轮融资,投资方为翰颐资本、金阖资本、辰德资本、Celula-HK

资本曾乘兴而来

2017~2018年间,伴随伯乐、赛默飞、罗氏、凯杰、因美納等头部医疗器械厂商斥重金并购或者投资布局数字PCR,这项比主流的荧光PCR更细致、精准,被称为第三代PCR的技术,被认为进入了产业化拐点,将大面积取代占领临床检验科多时的荧光PCR。

 

投资机构大举入场。前述领航基因、锐讯生物、新羿生物等,纷纷在这一期间完成至少1轮融资,更多的分子诊断企业把数字PCR写进商业计划书,更多的投资机构密集对接数字PCR相关项目。在分子诊断赛道红得发紫的2017年,数字PCR是其中热得发烫的细分领域。

 

不过,数字PCR的不足在急速的膨胀中得以更早地暴露出来。数字PCR比荧光PCR更加精准,但操作难度更大、成本更高;它比二代测序更便宜,却也只能如荧光PCR检测出已知基因序列,这让数字PCR显得颇为尴尬。无论是在新冠检测、病原微生物检测、肿瘤伴随诊断还是NIPT等领域,数字PCR都面临自来不同方法学产品的激烈竞争。由于找不到最佳应用场景,去卡位实现最独特的临床价值,数字PCR市场逐渐冷下来。更多投资机构开始观望,企业也开始深挖技术,在降本增效、设备研发方面下功夫,那些原本就为蹭热度而来的企业便黯然离场。

 

一时间,数字PCR能否裹挟资本取代荧光PCR、入主临床检验科,变得悬而未决。

 

”数字PCR技术本身的优势是市场普遍认可的,只是大家都在不断寻找其市场和产品定位,以及在技术迭代上不断做突破,因此真正在研究突破技术壁垒的企业还是会受到资本的认可,整体态度变得更理智了。“青桐资本投资总监方维程向动脉网表示。

 

另一位从业者告诉动脉网,数字PCR得以重新点燃市场热情,与技术、市场两方面的突破不无关系,“可以看出,锐讯生物、新羿生物、领航基因等再获融资的企业都专注数字PCR技术多年,在工程优化、市场推广方面都做了许多有益探索。”

 

以新羿生物为例。2020年,在取得国家医疗器械上市许可后,新羿生物的仪器产品正式开始销售。据联合创始人杨文军讲述,在2020年底通过招投标网进行的数据调研中,新羿生物的仪器招标统计的市场占有率在所有品牌中排名第二,仅次于伯乐。

 

再如,2021年2月,领航基因的CS系列生物芯片阅读仪正式获得浙江省药品监督管理局批文,成为领航基因继预混液、样本制备仪、PCR扩增仪、生物芯片阅读仪整套系统后,又再获得批文认证的行业首台套设备,也是当前市面上唯一可供货的拥有自主知识产权的七色荧光通道数字PCR产品,填补了多色荧光通道数字PCR的空白。跨国品牌环伺之下,领航基因的技术和工程实力正在转化为市场优势。

 

对于数字PCR而言,究竟能够在怎样的方向能将其优势最大化,并成为业界认可的一线方法学,是资本和市场最为关注的问题。“一方面,许多数字PCR企业都在通过技术研发改进、自动化系统设备建设等方式,来不断突破操作难度较高、成本不低等瓶颈,另一方面,国内鼓励临床创新的背景下,数字PCR应用场景也得以拓展和创新,让资本重拾信心。” 方维程指出。

数字PCR:被巨头带火的技术趋势

PCR全称聚合酶链式反应,起源于20世纪70、80年代,到出现数字PCR为止,公认经历了3次大的技术迭代。其中,以荧光定量为特点的二代PCR是目前最为成熟、临床应用中最主流的分子诊断技术,广泛应用到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,在国内分子诊断市场占比高达40%左右。

 

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PCR细分技术生命周期 (数据来源:国元证券研究中心 动脉网制图)

 

此间,随着纳米制造和微流控技术的优化,反应过程控制比荧光定量PCR更细化的数字PCR技术逐步实现商业化。

 

数字PCR技术的原理非常简单。将样本进行有限稀释,将其分成数万个纳升(nL)级的反应单元。这些反应单元会进行独立的PCR扩增反应,并由设备对每个反应单元的终点PCR荧光信号进行逐一分析,将包含荧光信号的单元判读为“1”,不包含的则判读为“0“。随后,这些判读结果按照泊松分布原理进行统计分析,从而推算靶分子的起始拷贝数或者浓度。

 

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数字PCR技术流程 (信息来源:知乎 动脉网制图)

 

发展的早期,样品分散曾成为数字PCR长久难以突破的技术瓶颈。起初的研究者曾尝试使用96孔板到384孔板,甚至1536孔板作为数字PCR分散反应的载体,或者采用类似流式技术的磁珠乳液扩增方法(BEAMing-Beads, Emulsion, Amplification, Magnetics),但样本分散问题一直没有得到很好解决。

 

Fluidigm公司和德国Inostics曾分别于2006年、2008年推出基于芯片和机遇磁珠法的dPCR检测系统,但这些方法无论在分散程度和数据群体的体量上都无法达到更加精细的要求,时间和耗材成本严重限制了dPCR技术的发展。直到QuantaLife公司利用油包水微滴生成技术开发了微滴式数字PCR技术,才出现了最早的相对成熟的数字PCR平台,它在运行成本和实验结果稳定性方面都基本达到了商品化的标准。

 

2011年,伯乐公司眼疾手快收购QuantaLife 公司,并将微滴式数字PCR仪产品更名为QX100型号仪,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年该公司又推出了升级型号QX200。

 

2012年,RainDance公司推出Raindrop型号数字PCR设备,这个设备将其原有的二代测序文库制备平台技术平移到数字PCR技术平台,在高压气体驱动下,将每个标准反应体系分割成包含100万至1000万个皮升级别微滴(500万~1000万液滴/25微升~50微升,是伯乐系统的250~500倍)的反应乳液,提供更高的检测动态范围,适用于处理更大浓度差异的不同样品。

 

2013年4月,赛默飞世尔以136亿美元收购Life Technologies。同年6月,Life-technologies推出了QuantStudio 3D数字PCR系统,定位是合所有分子生物学实验室使用的数字PCR系统。采用高密度的纳升流控芯片技术,样本均匀分配至20,000个单独的反应孔中。在整个工作流程中,样本之间保持完全隔离 ,可以有效地防止样品交叉污染,减少移液过程,简化操作步骤。同时芯片式设计避免了微滴式系统可能面临的管路堵塞问题。

 

2017年1月,伯乐斥资8700万美元收购RainDance。随后,Illumina、罗氏、凯杰相继官宣进军数字PCR,把市场热情推向高潮。

 

2018年11月20日,Illumina Ventures领投Stilla Technologies,后者的产品Naica Crystal微滴数字PCR系统是市场上操作最简便、而且是唯一一款同时实现三色检测的数字PCR系统,是法国多家医院的数字PCR的官方供应商。

 

当月,罗氏报告了自家数字PCR仪的研发进展。相关负责人表示,这个当时正处于原型研发阶段的系统,共包含两部分仪器:一个小型桌面分区仪和一个较大的台式分析仪。整套系统还包括分析软件,可以在本地笔记本电脑或台式电脑上运行。不过,从组成上来看,罗氏的数字PCR系统与伯乐的QX200极度相似。

 

2019年1月,凯杰宣布已经收购Formulatrix公司数字PCR技术,正式进军数字PCR市场。彼时,凯杰表示,他们计划开发一种手持电池驱动的数字PCR系统,该技术来自Formulatrix公司,通过该手持式电池驱动系统促进Quanti FERON-TB Gold技术检测贫困地区潜在结核病感染的应用。

比海外稍晚数年,国内数字PCR积累深厚

第一波数字PCR的商业化应用传递到国内,只用了不到5年时间。

 

2017年4月,由国家食品药品监督管理总局公示的一批创新医疗器械特别审批申请项目中,南京科维思的芯片式数字聚合酶链式反应(dPCR)分析系统正式进入审批的“绿色通道”。同年7月,CFDA正式批准天津诺禾致源生物信息科技有限公司的数字PCR芯片阅读仪——Digital PCR NG上市,适用于来源于人体的血浆游离DNA样本中的T790M突变进行检测,后续可与诺禾致源的人EGFR基因T790M突变检测试剂盒配合使用。诺禾致源自主研发了数字 PCR配套分析软件,该软件全中文操作界面,无需手动调节阈值线即可轻松读取检测结果。几个月后,重庆市食品药品监督管理局正式批准泛生子的生物芯片阅读仪(Digital PCR)——GENETRON 3D上市,能够检测血液cfDNA突变丰度0.1%的稀有突变位点。

 

不过,前述3款数字PCR产品属于Thermo Fisher共同合作开发。

 

9月,小海龟科技发布了芯片式数字PCR产品BioDigital系统,包括微液滴生成仪、图像采集分析仪、芯片和试剂。该系统可在2分钟内在dPCR芯片上生成2万余个体积为0.79nL的微液滴,检测全流程可在1.5小时左右完成。

 

次月,永诺生物发布了拥有自主知识产权的MicroDrop™微滴式数字PCR,该仪器采用油包水乳化微滴技术,在微管道中利用气压驱动仅20微升样本可生成10万个微滴,单个微滴体积低至纳升级别。线性范围达到6个数量级,灵敏度低至万分之一。该仪器可广泛应用于科研、医疗、出入境检验检疫等领域。

 

国内数字PCR的商业化热情贯穿整个2018年。

 

1月,臻准生物发布了拥有自主知识产权的芯片式数字PCR系统AccuOne™,包括全自动分液仪、扩增仪和分析仪。核心技术有微纳加工、精密仪器、图像识别与算法软件。公司宣称,结合其自主研发的分子诊断试剂,在液滴数、荧光通道、精确度、准确度和灵敏度等指标均已达到或超越国外主流产品。2021年1月18日,臻准生物宣布其自主研发的数字PCR生物芯片阅读仪AccuONE Reader以及数字PCR预混液获得NMPA颁发的注册证。

 

4月,卡尤迪发布了自主研发的数字PCR产品,可满足临床和科研对高灵敏度的需求,研究机构对检测成本要求严苛的需求,是一款具有多重检测功能和易于使用的平台。

 

7月,由领航基因研发的名为iScanner24生物芯片阅读仪获浙江省食品药品监督管理局(浙械注准20182400319)医疗器械产品注册证。该产品适用范围为“与适配芯片配合使用,用于样本待测基因的检测”。

 

同月,新羿生物发布拥有完全自主知识产权的TD-1数字PCR系统,并推出的液滴生成油、检测油、PCR Master Mix和EGFR突变检测试剂盒等已率先发放试用装,经全国数十家单位独立评测,证明试剂可与进口数字PCR平台很好兼容,质量与进口产品相当,部分指标甚至优于进口产品。

 

尽管真正得以进入临床检验的数字PCR仍以伯乐等海外品牌为主,国内厂商在技术、工程、市场上多年的积累,为数字PCR投资此番复苏提供了足够理性的产业基础。

疫情推动临床检验创新需求扩容

除了产业端的进取外,国内鼓励临床创新的大环境,也为国产数字PCR的商业化提供了沃土,天花板被推高。新冠疫情之后,基层检测能力不足的短板显现,政策要求开启医疗卫生新基建,基层医疗机构大举建设PCR实验室。

 

国家卫健委在2020年4月、6月、7月多次发布政策要求加强实验室建设,9月,国务院联防联控机制印发《进一步推进新冠病毒核酸检测能力建设工作方案》,其中强调“到2020年9月底前,实现辖区内三级综合医院、传染病专科医院、各级疾控机构以及县域内至少1家县级医院具备核酸采样和检测能力。到2020年底前,所有二级综合医院具备核酸采样和检测能力,完成城市检测基地和公共检测实验室建设”。PCR实验室资源下沉成为加强基层检测能力的一大工作重点

 

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加强医疗机构实验室建设部分政策 (动脉网根据公开信息整理)

以往,PCR检测环境要求严苛,造成实验室资源分布集中。传统PCR技术在反应过程中需要不断进行升温、降温,样本液体蒸发后冷凝,容易在空气中形成携带大量样本DNA的气溶胶,进而污染其他样品。因此,PCR检验需要专门的PCR实验室,将试剂配制、标本处理、扩增和分析等操作流程区分开,并通过控制空气流动方向以保证空气清洁度,对场地及操作人员要求较高。因而,实验室集中在三甲医院及各大第三方检测中心,这在一定程度上制约了数字PCR商业化的增长空间。

 

根据2020年年中的统计,目前全国按等级分有三级医院2831家,二级医院9901家,专科医院1102个,疾控机构3402个。长期看,PCR实验室资源下沉更大的意义在于打开各类分子诊断项目基层网点,拉近了分子诊断与基层患者的距离,支撑临床检验中的数字PCR需求放量。

 

动脉网梳理招投标信息发现,2020年以来,已经有多地医疗机构采购了数字PCR相关设备。除了仍为主流的伯乐、因美納等海外品牌外,新羿生物、锐讯生物等国内供应商中标的情形越来越多,后者以更高地性价比持续进入基层医疗机构的临床检验科。

 

所以在一定程度上,资本对数字PCR重燃热情,会最终落地到临床检验科。这股热浪显然还在持续,未来将如何发展尚且未知,但出发点至少是足够理性的。

 

参考文章:

医院的神秘地带——PCR实验室

国际巨头竞入的数字PCR,新羿生物如何乘风破浪?

重磅!领航基因加速布局数字PCR赛道, 七色荧光通道数字PCR获得医疗器械批文

ct报告就一定准确吗_用数字PCR进行绝对定量结果就一定准确吗?

新羿生物官网

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