新羿生物：自研微液滴數字PCR平臺打破進口壟斷

2020-06-10 14:29

隨著現代醫學領域的發展，檢測要求的不斷提高，熒光PCR技術已經成為臨床分子診斷的主打技術。但熒光PCR定量檢測時需要借助標準曲線，且分析精度有待提高，臨床上亟需新的檢測技術。

最近十余年，被稱為“第三代PCR技術”的數字PCR技術開始迅速發展。作為不依賴標準曲線可進行單分子絕對定量的核酸檢測技術，數字PCR技術所需樣本量少，檢驗精度高，其納升級微滴反應體系，對抑制劑的抗性大大增強，尤其擅長在大量背景模板的干擾下對罕見的目標模板進行檢測，信噪比高。因此，數字PCR技術具有檢測靈敏度高、定量結果更準確、更直觀等多項優勢，在感染性疾病、腫瘤基因檢測、無創產前篩查這三個臨床領域有顯著優勢。

目前，我國的數字PCR市場基本被進口產品所壟斷，成本居高不下。不過，令人振奮的是，北京新羿生物科技有限公司（以下簡稱新羿生物）歷經4年的艱苦攻關，在國內率先研發出具有完整自主知識產權的微液滴數字PCR平臺——TD－1，一舉打破了進口產品的壟斷。

數字PCR系統五大需求：SMART

新羿生物副總裁楊文軍認為，真正有價值的、適合中國市場的數字PCR平臺需要滿足以下五個條件：

簡便（Simple）：上手快，性能穩定；

靈活（Multiple－choices）：樣本數量自由可選，軟件靈活定制；

精準（Accurate）：具備防污染性能，嚴控各環節系統誤差保障檢測準確度；

快速（Rapid）：3小時內獲取檢測結果；

通量（Throughput）：滿足一次檢測多至96樣本的要求。

簡單來說，就是要實現“SMART”，這非常有助于數字PCR技術大范圍普及，惠及更多地區和人群。

新羿生物旗下的微液滴數字PCR平臺—TD－1就是緊緊圍繞這五個需求開發而成。

據介紹，使用TD－1，液滴直接于8聯排管中生成，生成之后無須手工移液，PCR擴增完成后，直接放入生物芯片分析儀中，即可進行信號讀取與分析，操作十分簡便。該平臺一次可同時進行1－8個樣本的液滴生成操作，一次可同時進行1－96樣本PCR擴增，樣本檢測數量靈活可調。并且，針對不同需求，樣本分析軟件功能在一定范圍內可靈活定制。

值得一提的是，TD－1采用首創的“準共聚焦”式熒光檢測光路來構建微液滴檢測平臺。與傳統的“共聚焦”光路不同，激發光路處于離焦狀態，既能最大限度地激發微液滴的熒光信號，又能顯著降低熒光信號的噪聲，可以獲得極佳的檢測信噪比，顯著提高“陽性微液滴”與“陰性微液滴”之間的信號對比度。數據顯示，TD－1實現了0－300，000拷貝／樣本的大動態范圍檢測，相對誤差小于3％，線性度r＞0．999。

同時，新羿生物設計了全新的全封閉式微液滴芯片結構，采用獨創的“密封－穿刺”的結構，使芯片與反應管之間形成密閉的連接，巧妙地完成封閉狀況下的取樣操作。整個過程中保持了嚴格的密閉，避免微液滴核酸擴增產物氣溶膠的污染，極大地提升了產品的臨床適應能力。

在結果判讀環節，新羿生物利用基于概率分布和置信區間的絕對拷貝數推算方法和基于數據密度的聚類分割合并算法，實現檢測結果的可視化、準確和自適應的自動判讀。

楊文軍表示：“總的來說，TD－1的主要優勢包括液滴數多、加樣體積靈活可調、樣本數量靈活可調、操作簡單、可進行96樣本擴增、全封閉芯片檢測防污染、成本低等多重優勢。”

據了解，新羿生物的TD－1微液滴數字PCR主要用于三個方面，一是感染性疾病的早期和快速診斷，為多種重大感染性疾病提供更為準確的治療建議，在新冠肺炎疫情戰役中，TD－1為新冠病毒快速、準確檢測，提供了重要支持；二是腫瘤基因檢測，由于分析靈敏度可以達到單個拷貝，可以高效地檢測到血漿中微量的腫瘤循環DNA，為肺癌、乳腺癌、結直腸癌、慢性粒細胞白血病等病種的早期預警、伴隨診斷、療效監控和預后判斷提供更加可靠數據；三是無創產前篩查，可以高靈敏地檢測孕婦外周血胎兒游離核酸，更快、更便宜地開展唐氏綜合征等染色體疾病檢測。

目前，TD－1已經取得國家醫療器械上市許可，在多家醫院、科研機構和企業投入使用。楊文軍表示：“接下來，新羿計劃用3－5年時間緊緊圍繞數字PCR技術平臺，以國內臨床急需的重大疾病早篩早診和精準診斷為研發導向，建立高效的“研發驅動－商業轉化”的運行機制，為大眾提供更多高品質的醫療產品。”

背后團隊：強大的研發隊伍和豐富的臨床應用經驗

新羿生物專注于微液滴數字PCR平臺的建立及其在臨床等領域的應用開發，立志進行核心技術自主創新，做高端醫療器械國產化的先行者，這與新羿生物強大的研發團隊分不開。

作為一家由核心技術驅動的生物高科技公司，新羿生物堅信人才是企業的核心競爭力。目前，公司員工總數50％為研發人員，專業背景分布生物、醫學、化學、機械、電子等各個領域，多位核心骨干畢業于清華大學、北京大學、協和醫學院、香港科技大學、哈佛大學、美國西南醫學中心、加州大學等知名學府，具有深厚的研究及產業化背景，在分子診斷科學研究和技術開發上均有重要突破。

同時，團隊專業優勢覆蓋技術研發、生產、質量、注冊、市場、銷售等企業運行各個環節，能夠快速推動公司的技術研發和產品上市銷售等工作。

數字PCR技術將成未來臨床分子診斷的關鍵平臺

目前，國內數字化PCR市場已經進入成長期，受到了眾多資本和企業的關注。在國際市場上已經涌現出了Bio－Rad和賽默飛世爾兩大頭部企業，羅氏、凱杰等巨頭也在積極布局數字PCR市場。新羿生物作為國內率先研發出具有完整自主知識產權的微液滴數字PCR平臺的企業，未來的發展值得期待。

但不可否認的是，國內數字PCR領域還存在著不少挑戰，如臨床單位對數字PCR技術的認知有待提高、臨床注冊需加速等，楊文軍認為，數字PCR技術未來還需要在高通量、自動化、多指標、低成本方面繼續進步。

針對數字PCR領域現存的挑戰，楊文軍希望，通過市場教育，使得公眾對數字PCR技術的高靈敏度、絕對定量和準確性有良好的認識；通過開放平臺，讓用戶開發不同的應用試劑，拓寬數字PCR技術的應用領域，形成生態，做大市場。

由于其定量的精確性和可靠性，數字PCR技術的先進性及重要價值已經成為行業共識。可以預見，隨著檢測要求的不斷提高，未來數字PCR勢必會成為臨床分子診斷的關鍵性技術平臺，迎來快速增長。