数字PCR国内研发情况怎么样?

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有没有研发成功的？有几家在研发？
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大力水手

数字PCR（Digital PCR，dPCR）是一种革命性的核酸检测技术，能够在单分子水平上实现核酸的绝对定量，被称为“第三代PCR”。与传统PCR和实时定量PCR（qPCR）相比，dPCR无需依赖标准曲线，直接计算目标分子的拷贝数，显著提升了检测的灵敏度与准确性。随着精准医学的快速发展，dPCR在肿瘤诊疗、病原体检测、无创产前筛查等领域展现出巨大潜力，成为分子诊断领域的“技术新星”。
历史发展：从概念到商业化

早在1988年，Kary Mullis就曾验证了基因在稀释到极低的丰度（达到单分子水平）后，经过40个热循环步骤依旧可以扩增到能够检测到的量。该实验证实了单分子模板可以扩增的事实，为数字PCR单分子检测技术打下了基础。
1992 年，Sykes等人提出了一种基于有限稀释、PCR和泊松分布数据校正模型的核酸定量方法，该方法建立了数字PCR基本的实验流程，并提出了一个重要的原则：以“终点信号的有或无”作为反应单元阴阳性的判断标志。该方法是数字PCR技术的理论基础。
1999 年，Vogelstein 和 Kinzler 正式提出数字 PCR 概念，他们通过有限稀释的策略，对致癌基因KRAS突变型进行了定量分析。首先，DNA模板被稀释到约0.5个拷贝每孔的浓度，然后把样本分割在独立的反应单元内，并在经过优化的实验条件下进行PCR扩增；其次，通过加入荧光探针，对每个独立反应孔内的荧光信号进行分析，根据荧光信号强度判断各个独立反应单元内的PCR扩增产物中是否存在野生型和突变型序列；最后，根据相应比例，进行突变频率的判定。该技术奠定了基于物理结构（微腔室/微孔）分区数字PCR的基础。
2003年，Dressman等人提出了一种基于BEAMing技术的数字PCR方法，该方法基于油包水微滴，把PCR反应体系（模板、引物、聚合酶、磁珠等）通过乳化技术包裹在油水两相形成的纳升至皮升级液滴中，所有的液滴悬浮分散在油相中，构成了一个个独立的微反应器。含有模板分子的微液滴，在经过PCR反应后，模板分子在液滴中被扩增出大量的扩增子，扩增产物通过生物素和链霉亲和素连接在磁珠表面。破乳后进行磁珠回收，并对回收的磁珠进行特异性荧光探针标记，根据扩增产物的差异，不同的磁珠带有不同的荧光信号，最后通过“流式技术”对带有特定荧光信号的磁珠进行计数，根据“阳性磁珠”的数量进行靶核酸分子的定量。该工作把油包水技术用于数字PCR中，为液滴式PCR奠定了基础。
至此，关于dPCR两种形式（芯片式和液滴式）的基本方法都已经建立，dPCR商业化方面，Bio-Rad、LIFE Technologies及RainDance等厂家相继推出技术较为成熟的数字PCR产品。QuantaLife公司开发出的微滴数字PCR技术还获得了2011年度Frost & Sullivan北美新产品创新奖。2011年10月，Bio-Rad公司收购了QuantaLife和ddPCR技术，相继推出了QX100、QX200微滴式数字PCR系统，推动数字 PCR 技术逐步走向成熟与广泛应用。

技术原理：分而治之的科学逻辑
数字PCR的核心思想是将样本分割成大量独立反应单元，通过统计学模型实现绝对定量。其工作流程可分为四步：
1. 样本分散 ：将含目标核酸的PCR反应体系分割成数万至数百万个微小反应单元，如油包水微滴或芯片微孔，通过控制反应体系体积和单元数量，使目标核酸分子在单元中遵循泊松分布，多数单元含 0 或 1 个目标分子。
2. PCR 扩增 ：各微反应单元独立进行 PCR 扩增，若单元内有目标核酸分子，经多轮循环后大量扩增目标片段，荧光探针被水解产生荧光信号；无目标分子的单元则无荧光信号。
3.信号检测 ：扩增结束后，利用荧光检测设备对所有微单元逐一扫描，识别并记录阳性信号单元数量。
4.定量计算 ：
基于泊松分布公式：λ=−ln(1−p)
其中，λ为单元中目标分子的平均数量，p为阳性单元比例，当p不超过80%时，计算误差最小。
再结合微单元总数n与原始样本体积v，即可计算出目标核酸的绝对浓度C（单位：拷贝数/μL）。


技术类型：两大主流平台

1.微滴式数字PCR（Droplet digital PCR，ddPCR）

微滴式数字 PCR 采用油包水乳化技术，将反应体系分割成数万至数百万个纳升级微滴，每个微滴成为独立的反应单元。以Bio-Rad的QX200系统为例，通过微流控芯片与特殊油相混合，在短时间内快速生成均一稳定的微滴。优势在于微滴数量多、体积小，可实现对低丰度核酸分子的精准捕捉，特别适用于肿瘤液体活检，能够检测血液中极微量的循环肿瘤DNA（ctDNA）；在病原体超早期检测中，可对病毒载量极低的样本（如HIV感染初期、新冠病毒变异株）进行定量分析。



2.芯片式数字PCR（Chip digital PCR，cdPCR）
芯片式数字PCR利用预制的微流控芯片，将样本分配到固定排列的微孔阵列中，每个微孔作为独立反应空间。如Thermo Fisher的QuantStudio系统，通过自动化加样将样本精准分配至芯片微孔，实现标准化操作。该技术的优势在于通量稳定，适合批量样本检测，能够满足临床实验室高通量检测需求；同时，固定的反应单元便于质量控制，减少实验误差，常用于病原体批量筛查、转基因成分定量等需要标准化流程的场景。


技术优势：精准医学的基石

• 绝对定量：常规PCR和实时荧光PCR定量检测都需要已知拷贝数的标准DNA制定标准曲线，由于样品测定在各种条件上不会完全一致，会造成PCR扩增效率的差异，从而影响定量结果的准确性。而dPCR直接计算目标分子数量，避免qPCR标准曲线带来的误差,可以进行绝对定量。
  
• 超高灵敏度：dPCR本质上是将一个传统的PCR反应分成了数万个独立的PCR反应，变相提高了阳性反应孔中的核酸浓度，在这些反应中可以精确地检测到单拷贝核酸分子，适用于稀有突变（如癌症ctDNA）或极低载量样本。
  
• 超多重检测：Stilla公司通过六色荧光系统与微流控芯片技术的融合创新，在2025年实现了单芯片60重靶标的同步绝对定量：其核心原理采用荧光编码（6种荧光通道×10浓度梯度=60维组合编码）与空间分区（微滴均匀分布技术）的双重策略，使单个芯片可同时完成对肿瘤多基因突变（如EGFR/KRAS/BRAF等）或血流感染症候群（20种细菌+真菌病原体）的高通量筛查，彻底突破了传统数字PCR的多重检测瓶颈。
  

应用领域：从实验室到临床

1. 基因组变异研究：稀有突变精准捕获

在基因组变异研究领域，群体基因组水平上的SNP（Single Nucleotide Polymorphism，单核苷酸多态性）检测面临的问题主要是突变序列往往与大量正常序列同时存在，竞争性反应严重影响突变序列的检测精度。dPCR技术通过分区扩增消除野生型序列竞争性抑制，信噪比较qPCR提升100倍,带来的极高的扩增特异性在稀有突变检测方面具有天然的优势。
应用场景：
·癌症早筛：检测血液中循环肿瘤DNA（ctDNA）的稀有突变（如肺癌EGFR T790M、结直肠癌KRAS G12D），灵敏度达0.001%突变频率。
·无创产前检测（NIPT）：仅需10 ng母体cfDNA，精准筛查21-三体综合征等染色体异常，避免羊膜穿刺风险。
·线粒体突变定量：检测异质性低至1%的线粒体DNA致病突变（如m.3243A>G）。
2. 拷贝数变异（CNV）分析：突破定量精度极限

CNV（Copy Number Variations，拷贝数变异）研究需要极高的定量精度以区别不同拷贝数之间的微小差异，测序方法适用于高于30%的变异率检测，而qPCR的最高分辨在1.5倍左右，数字PCR通过直接计数目标基因与参照基因(拷贝数为1的基因，例如RNaseP)的数目，计算比值，直接得到目标基因的拷贝数可以达到极高的拷贝数分辨精度。
应用场景：
·遗传病诊断：脊髓性肌萎缩症（SMA）SMN1基因拷贝数分析，区分0/1/2拷贝（精度±0.1拷贝）。
·肿瘤基因组不稳定性：HER2基因扩增检测，分辨1.1倍拷贝数差异（qPCR仅达1.5倍）。
3. 病原微生物检测：超早期诊断与载量监控

应用场景：
·血流感染：领航基因4联检试剂盒（2025），2小时同步定量20种细菌/真菌病原体。
·病毒潜伏库研究：HIV DNA检测限低至1拷贝/10⁶细胞，为治愈策略提供工具。
·环境病原追踪：污水中新冠病毒检测灵敏度达1拷贝/升，早于社区暴发预警。
4. 表观遗传与分子标准品：精确定量新标杆

应用场景：
·DNA甲基化定量：通过甲基化特异性探针，直接计数甲基化分子数（如结直肠癌SEPT9基因），精度±2%。
·NGS文库绝对定量：替代qPCR校正测序文库浓度，建库偏差从±50%降至±10%。
·分子标准品标定：美国NIST采用dPCR标定HBV DNA标准品（SRM 2373），成为行业金标准。
5. 新兴应用场景：从科研到产业



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长长的路

国内外种种迹象表明：数字PCR临床端大爆发，已是黎明前夜。这两年，黄工对数字PCR赛道略有关注。2023年6月，写了一篇文章《全球数字PCR版图》。2024年8月，采访了一家数字PCR公司：臻准生物。今天，重点探讨：数字PCR临床大爆发，何时将至？这个问题，或是产业端和临床端共同关心的。通过近3年的3篇文章，一览数字PCR赛道的发展历程。
一、里程碑式大并购
2025年2月中旬，Bio-Rad发布公告：以2.25亿美元现金收购Stilla的所有股权，外加5千万美元里程碑付款。2.75亿美元，合计超过20亿人民币，这个量级的交易规模，为25年来之最。
Stilla，2013年在法国巴黎成立，2025年被全资收购，独立存活了12年，也是全球数字PCR蓬勃发展的12年。目前，已发布3色、6色、7色数字PCR系统。2023年，发布全球首台7色荧光通道数字PCR一体机：Nio+，也是目前光学通道最多的一款产品，宽深高为：560*672*520mm。这款产品，还获得了当年的红点设计奖，颜值的确在线。7色荧光，包括FAM、YY、Atto550、ROX、Cy5、Cy5.5、DY-521-XL。2023年，完成2650万美元C轮融资；2021年，完成3130万欧元战略融资；2020年，完成2200万美元B轮融资；2018 年，完成A轮融资1800万美元。历史融资总额超过1亿美元，约7.3亿元人民币。
12年来，Stilla在临床端的推动，特别是在癌症和液体活检研究、细胞和基因治疗、传染病检测方面，还是有诸多布局的：
（1）Atila BioSystems，合作肿瘤液体活检多重数字 PCR 试剂盒开发，针对乳腺癌、肺癌、黑色素瘤、前列腺癌和结直肠癌的液体活检试剂盒，用于检测循环肿瘤 DNA（ctDNA）。
（2）ApexBio，合作液体活检检测试剂盒开发与商业化，用于检测 ctDNA 中的基因突变（如肿瘤相关突变），覆盖广泛的肿瘤适应症（如乳腺癌、结直肠癌等），提供标准化、即用型检测方案。
（3）ID-Solutions，合作肿瘤学分子诊断试剂盒商业化，共同推出 IDENTIFY 试剂盒系列，用于肿瘤学中的数字 PCR 应用（如液体活检和实体瘤突变检测）。
（4）Niba Labs，合作基因治疗载体表征与检测开发，开发针对病毒载体（如 AAV）的高精度检测方案。
（5）Source BioScience，合作英国市场临床研究与诊断服务，结合 Source BioScience 的 NGS 和分子遗传学基础设施，支持生物制药企业进行病毒载体表征和临床研究。
（6）Eugène Marquis 癌症中心，合作转移性乳腺癌液体活检检测开发，系统开发 31 重液体活检测试，检测转移性乳腺癌患者 ctDNA 中的 ESR1 和 PIK3CA 突变。
（7）Avantor ，美国市场分销， 扩大产品范围，包括细胞和基因治疗、生物制药质量控制、传染病和应用检测。
总结来看，为何选择Stilla，为何在2025年并购？或许有几个方面：一，Stilla的技术和产品，对BioRad现有产品组合是重要的补充，能完善不同类型、通量、场景的用户需求。二，Stilla在临床端的探索和推广，临床检测试剂的注册及商业化，与生物制药公司、癌症早筛公司的合作，有了许多实质进展。三，Stilla在全球各大区的分销渠道，特别是欧洲的渠道及学术影响力，也是重要因素。Qiagen已在西班牙巴塞罗那，建立了围绕数字PCR的研发和推广的新基地。欧洲市场，必将是两大巨头角逐之地。
Bio-Rad此次收购，短期将巩固其在dPCR市场的技术领先性，长期可能引发三大趋势：技术融合：微流控、AI、CRISPR等技术交叉推动dPCR设备智能化、小型化。市场分层：高端临床市场由巨头垄断，中小企业退守科研定制化服务和细分领域。监管收紧：FDA/CE对dPCR临床应用的审批标准趋严，缺乏合规能力的企业出局。经过25年的市场孕育，现在或已到达技术发展突破的奇点。
二、新的发展临界点
2024年9月2日，北京新羿生物，“人EGFR基因突变检测试剂盒（数字PCR法）”获NMPAⅢ类证，这是业内首个基于国产数字PCR平台开发的，用于检测非小细胞肺癌患者的血浆样本游离DNA中EGFR基因突变。
2025年1月10日，北京新羿生物，“乙型肝炎病毒（HBV）核酸检测试剂盒（数字PCR法）”获NMPAⅢ类证。
2025年1月24日，杭州领航基因，“铜绿假单胞菌、大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌核酸检测试剂盒（数字 PCR 法）”获NMPAⅢ类证，用于血流感染诊断。
近半年，3款国产数字PCR临床试剂接连获批，拉开国内临床数字PCR应用的序幕。一般来说，一项IVD技术的成功商业化，需要经过技术孕育—资本催化—研发投入—注册报证—生产上市—凝聚共识—指南发布—项目定价—产品入院—试剂上量—销售回款等阶段。一款Ⅲ类试剂注册证，从立项到取证，一般需要3~5年，上百万的投入。
数字PCR，是一项拥有25年历史的新兴技术。1999年技术诞生，2006年全球第一台数字PCR仪器商业化：Biomark HD，2018年全球第一个临床试剂获FDA批准：Bio-Rad的BCR-ABL血癌检测试剂。2018年，也是数字PCR临床化的元年。也是在这一年，时任Bio-Rad CEO 在JPM大会上提到，“获得液体活检IVD测试的监管许可是重中之重，预计这将是一个巨大的增长领域”。当时，BioRad的数字PCR业务收入中，一半来自科研市场，30%来自生物制药，仅有20%来自诊断和液体活检。
据不完全统计，过去的25年里，全球诞生了超过40家数字PCR企业，部分目前已被并购整合，进入BioRad、Qiagen、ThermoFisher、Roche的旗下。发布了超过70款产品，仪器的发展趋势，已逐步从分立式向一体机转变，从大型机向POCT转变，检测时间由十几个小时缩短至三五个小时，仪器成本也从两三百万人民币降低至二三十万甚至9.9万，检测试剂的价格也大幅下降。有超过200亿美元进入数字PCR赛道，或是股权投资，或是并购整合，为加速技术发展和临床应用，贡献巨大。
2024年，海外数字PCR的临床应用飞速发展。主要体现在两大巨头的动作上：
Qiagen：专门针对血液肿瘤学和伴随诊断领域，推出临床数字PCR仪器QiAcuityDx，已获得CE认证、澳大利亚和新西兰的批准，正在申报FDA，同时提交用于检测 BCR-ABL 融合基因的检测。该款系统，累计开发了3年半，有5个光学通道，约2小时出结果。定价约13万美元，约90万人民币，主要在美国和欧洲市场推广。另外，还在西班牙巴塞罗那建设新基地，新基地将于 2026 年初启用，将覆盖 QIAstat-Dx 系统的整个价值链，该系统用于综合征检测，以确定疾病原因，尤其是在呼吸系统、胃肠道和脑膜炎/脑炎疾病领域。目前，Qiagen在不遗余力的做市场教育，构建数字PCR社区，举行网络研讨会，邀请KOL背书互动，同时发表文章出版专著等。
Bio-Rad当然也没闲着，以1亿美元的规模领投一家结直肠癌早筛公司Geneoscopy的C轮，加速ColoSense 结直肠癌筛查商业化，可用于筛查 45 岁以上平均风险个体的结直肠癌和晚期腺瘤。虽然Bio-Rad的dPCR业务仍占科研领域的 80% 左右，但Geneoscopy、Biodesix 和 Oncocyte 等公司正在越来越多地在Bio-Rad数字系统上标准化其检测服务。
另外，制药巨头阿斯利康和Tracer Biotechnologie联合开发平台，用于使用数字 PCR进行循环肿瘤 DNA 检测。今年起，或许会有非常多个数字PCR临床注册证获批，市场进入百花齐放新阶段。
三、爆发关键拐点预测
问了DeepSeek，数字PCR临床大爆发，何时将至？
它的回答是（未作删改，或有错误）：
1. 爆发时间轴与关键里程碑
2025年：全自动dPCR仪器上市，首批肿瘤MRD检测IVD试剂获批（FDA/CE）。
2027年：单次检测成本降至30美元以下，NCCN指南推荐dPCR用于肺癌耐药监测。
2030年：全球dPCR临床市场规模突破50亿美元，在肿瘤、传染病领域替代30%的qPCR检测。
2. 爆发前提
仪器成本降至8万美元以下（当前高端机型50%价格），解决成本瓶颈；
自动化程度匹配qPCR（无需专职技术员操作），解决自动化瓶颈；
至少5项IVD检测进入医保报销目录，解决付费瓶颈。
3. 技术、政策和市场拐点
（1）技术拐点（2025-2027年）
全自动化系统普及：集成样本前处理的dPCR一体机（如罗氏Digital LightCycler）将操作时间从6小时缩短至2小时。
成本下降50%：微流控芯片量产技术（如纳米压印）成熟，单次检测成本降至25美元以下。
（2）政策拐点（2026-2028年）
临床指南纳入：NCCN（美国）或CSCO（中国）指南将dPCR列为肿瘤耐药监测/复发预警的推荐方法。
LDTs政策松绑：美国CLIA实验室自建检测（LDTs）监管放宽，推动医院自研dPCR检测项目。
（3）市场拐点（2030年前后）
应用场景突破：早筛市场爆发：基于甲基化dPCR的泛癌种早筛产品（如Grail的Galleri后续版本）获批。居家检测试水：便携式dPCR（如Ustar Geniom RT）实现传染病超早期居家自测。医保覆盖启动：美国Medicare或中国医保将dPCR肿瘤检测项目纳入报销（如MRD监测）。
DeepSeek预测，你觉得合理么？对于数字PCR在临床的爆发节点，你怎么看？咱们评论区见。

同花顺

数字PCR即Digital PCR（dPCR)，它是一种核酸分子绝对定量技术。相较于传统的qPCR，数字PCR可让你能够直接数出DNA分子的个数，是对起始样品的绝对定量。
数字PCR是最新的定量技术，基于单分子PCR方法来进行计数的核酸定量，是一种绝对定量的方法。主要采用当前分析化学热门研究领域的微滴化方法，将大量稀释后的核酸溶液分散至芯片的微滴中，每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个。这样经过PCR循环之后，有一个核酸分子模板的反应器就会给出荧光信号，没有模板的反应器就没有荧光信号。根据相对比例和反应器的体积，就可以推算出原始溶液的核酸浓度。
微基生物可以提供数字PCR（ddPCR）检测服务。
数字PCR的检测原理


数字PCR的优势
无需标准品（标准曲线），对靶标分子实现绝对定量
可以实现0.01%或以上的突变检出率，更高的灵敏度；
有效区分浓度差异（变化）微小的样品，更高的精密度和重复性；
不依赖扩增效率，能克服PCR抑制剂的影响，特别适合基质复杂样本的检测。
可检测样本及类型
土壤、水体、粪便、沉积物等样本中细菌、真菌等微生物绝对量
土壤、水体等样本的抗生素抗性基因的绝对量
土壤、沉积物等样本中碳循环、氮循环、硫循环等功能基因的绝对量

大力水手

国内数字pcr研发发展很快，目前有独立品牌品牌效应的厂家有北京新羿，杭州领航，广州永诺等，其中数北京新羿最强，全部自主研发，仪器性能媲美biorad的。听说新羿刚刚获得了高瓴资本的1.5亿投资

检验医师

喜讯！国内首款数字PCR芯片阅读仪—Digital PCR NG喜获食药监局批准上市
2017-07-28 编辑：诺禾致源
      2017年7月27日，国家食品药品监督管理总局（CFDA）天津市市场和质量监督管理委员会已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[津械注准20172400198]，同时，明确该仪器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，后续可与诺禾致源正在进行注册申报的人EGFR基因T790M突变检测试剂盒配合使用。标志着该仪器成为国内首个获食药监局批准上市的数字PCR芯片阅读仪。