數(shù)字PCR作為第三代PCR技術(shù)，它是將分子生物學(xué)與現(xiàn)代微機(jī)電、微納制造等工程技術(shù)相結(jié)合的典范。數(shù)字PCR以聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的理論和技術(shù)體系為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代微機(jī)電和光學(xué)檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)單分子水平的核酸精確定量檢測(cè)。數(shù)字PCR的核心思想是將核酸樣品平行劃分為大規(guī)模單分子水平的微反應(yīng)單元，然后對(duì)眾多微反應(yīng)單元內(nèi)的靶序列進(jìn)行擴(kuò)增和光學(xué)檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)定量和痕量分析。該技術(shù)的誕生和發(fā)展為核酸精確測(cè)定和基因分析提供了全新的思路，并具有比傳統(tǒng)實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)更好的精確性和靈敏度。目前，該技術(shù)已經(jīng)在腫瘤個(gè)體化診療、基因編輯、液體活檢等前沿生命科學(xué)研究、臨床醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)及生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破性應(yīng)用和發(fā)展。

 一、數(shù)字PCR簡(jiǎn)介

        PCR(Polymerase Chain Reaction)反應(yīng)即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng),是一種用于放大擴(kuò)增特定的DNA片段的分子生物學(xué)技術(shù),它可看作是生物體外的特殊DNA復(fù)制,PCR的最大特點(diǎn),是能將微量的DNA大幅增加。利用這一特性,可以將樣本中微量DNA進(jìn)行大量擴(kuò)增(如血液,唾液,病原體等),進(jìn)而進(jìn)行下一步檢測(cè)。

       對(duì)樣本DNA進(jìn)行定量分析的一種方法為定量PCR,其原理是利用熒光探針對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行標(biāo)記,利用與參照DNA熒光強(qiáng)度的比值得到樣本DNA含量。然而定量PCR往往需要繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,且需要參照樣本作為對(duì)比,得到的DNA定量也是相對(duì)定量分析,無(wú)法滿高精度的測(cè)量需求。

二、市場(chǎng)綜述

       Markets and Markets在2017年6月發(fā)布研究報(bào)告,對(duì)2017年-2022年定量PCR和數(shù)字PCR市場(chǎng)進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè)。分析指出,全球定量PCR和數(shù)字PCR市場(chǎng)將以8.9%的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng),到2022年將達(dá)到53.1億美元。值得注意的是,雖然目前定量PCR占據(jù)更多的市場(chǎng)份額,然而預(yù)計(jì)數(shù)字PCR增長(zhǎng)將超過(guò)定量PCR。

       截止到2016年,北美仍然是最大的市場(chǎng),其次是歐洲,再其次是亞太地區(qū)。雖然亞太地區(qū)目前市場(chǎng)份額不是最大的,然而在未來(lái)5年增長(zhǎng)率將會(huì)是最高的,其中中國(guó),日本,印度三個(gè)國(guó)家將是亞太地區(qū)市場(chǎng)和技術(shù)增長(zhǎng)的主要來(lái)源。對(duì)企業(yè)類(lèi)型進(jìn)行劃分,分為三檔企業(yè),其中第一檔為收入大于10億美元企業(yè),第二檔為1億至10億美元,第三檔為小于1億美元。發(fā)現(xiàn)分別占有45%,34%,21%,這說(shuō)明該行業(yè)存在巨頭,但是尚未形成壟斷,對(duì)于相對(duì)初步的企業(yè)仍有機(jī)會(huì)。

三、應(yīng)用前景與結(jié)語(yǔ)

       數(shù)字PCR由于其定量的精確性和可靠性,在檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間。特別是由于其所需樣品量少而檢驗(yàn)精度高,適合無(wú)創(chuàng)活體檢測(cè),這有利于在醫(yī)療領(lǐng)域的推廣。主要可應(yīng)用于癌癥檢測(cè),病原體檢測(cè)(特別是病毒),產(chǎn)前檢測(cè),器官移植分析,以及在農(nóng)業(yè)畜牧業(yè)的檢測(cè)應(yīng)用。癌癥早期篩查和癌癥突變檢測(cè)評(píng)估用藥方案是目前研究最多,也是進(jìn)展最快的兩個(gè)方面。可以預(yù)見(jiàn),伴隨醫(yī)療技術(shù)發(fā)展,對(duì)于檢測(cè)要求不斷提高,數(shù)字PCR作為新一代檢測(cè)手段將迎來(lái)新發(fā)展和新增長(zhǎng)。

       在數(shù)字PCR領(lǐng)域,國(guó)內(nèi)不少企業(yè)依托的是國(guó)外Quant Studio 3D技術(shù),如果能夠突破國(guó)外技術(shù)壟斷,生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的儀器,將在技術(shù)源頭更具有優(yōu)勢(shì)。另外,數(shù)字PCR應(yīng)用于臨床經(jīng)驗(yàn)較少,因此建立自己的檢測(cè)體系(檢測(cè)試劑,檢測(cè)系統(tǒng)等),建立結(jié)果評(píng)估分析體系,建立獨(dú)有的樣本庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)以及建立與臨床的合作關(guān)系,成為企業(yè)創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)的核心。