新羿生物：自研微液滴数字PCR平台打破进口垄断
随着现代医学领域的发展，检测要求的不断提高，荧光PCR技术已经成为临床分子诊断的主打技术。但荧光PCR定量检测时需要借助标准曲线，且分析精度有待提高，临床上亟需新的检测技术。
最近十余年，被称为“第三代PCR技术”的数字PCR技术开始迅速发展。作为不依赖标准曲线可进行单分子绝对定量的核酸检测技术，数字PCR技术所需样本量少，检验精度高，其纳升级微滴反应体系，对抑制剂的抗性大大增强，尤其擅长在大量背景模板的干扰下对罕见的目标模板进行检测，信噪比高。因此，数字PCR技术具有检测灵敏度高、定量结果更准确、更直观等多项优势，在感染性疾病、肿瘤基因检测、无创产前筛查这三个临床领域有显著优势。
目前，我国的数字PCR市场基本被进口产品所垄断，成本居高不下。不过，令人振奋的是，北京新羿生物科技有限公司（以下简称新羿生物）历经4年的艰苦攻关，在国内率先研发出具有完整自主知识产权的微液滴数字PCR平台——TD-1，一举打破了进口产品的垄断。
数字PCR系统五大需求：SMART
新羿生物副总裁杨文军认为，真正有价值的、适合中国市场的数字PCR平台需要满足以下五个条件：
简便（Simple）：上手快，性能稳定；
灵活（Multiple-choices）：样本数量自由可选，软件灵活定制；
精准（Accurate）：具备防污染性能，严控各环节系统误差保障检测准确度；
快速（Rapid）：3小时内获取检测结果；
通量（Throughput）：满足一次检测多至96样本的要求。
简单来说，就是要实现“SMART”，这非常有助于数字PCR技术大范围普及，惠及更多地区和人群。
新羿生物旗下的微液滴数字PCR平台—TD-1就是紧紧围绕这五个需求开发而成。
据介绍，使用TD-1，液滴直接于8联排管中生成，生成之后无须手工移液，PCR扩增完成后，直接放入生物芯片分析仪中，即可进行信号读取与分析，操作十分简便。该平台一次可同时进行1-8个样本的液滴生成操作，一次可同时进行1-96样本PCR扩增，样本检测数量灵活可调。并且，针对不同需求，样本分析软件功能在一定范围内可灵活定制。
值得一提的是，TD-1采用首创的“准共聚焦”式荧光检测光路来构建微液滴检测平台。与传统的“共聚焦”光路不同，激发光路处于离焦状态，既能最大限度地激发微液滴的荧光信号，又能显著降低荧光信号的噪声，可以获得极佳的检测信噪比，显著提高“阳性微液滴”与“阴性微液滴”之间的信号对比度。数据显示，TD-1实现了0-300,000拷贝/样本的大动态范围检测，相对误差小于3%，线性度r²＞0.999。
同时，新羿生物设计了全新的全封闭式微液滴芯片结构，采用独创的“密封-穿刺”的结构，使芯片与反应管之间形成密闭的连接，巧妙地完成封闭状况下的取样操作。整个过程中保持了严格的密闭，避免微液滴核酸扩增产物气溶胶的污染，极大地提升了产品的临床适应能力。
在结果判读环节，新羿生物利用基于概率分布和置信区间的绝对拷贝数推算方法和基于数据密度的聚类分割合并算法，实现检测结果的可视化、准确和自适应的自动判读。
杨文军表示：“总的来说，TD-1的主要优势包括液滴数多、加样体积灵活可调、样本数量灵活可调、操作简单、可进行96样本扩增、全封闭芯片检测防污染、成本低等多重优势。”
据了解，新羿生物的TD-1微液滴数字PCR主要用于三个方面，一是感染性疾病的早期和快速诊断，为多种重大感染性疾病提供更为准确的治疗建议，在新冠肺炎疫情战役中，TD-1为新冠病毒快速、准确检测，提供了重要支持；二是肿瘤基因检测，由于分析灵敏度可以达到单个拷贝，可以高效地检测到血浆中微量的肿瘤循环DNA，为肺癌、乳腺癌、结直肠癌、慢性粒细胞白血病等病种的早期预警、伴随诊断、疗效监控和预后判断提供更加可靠数据；三是无创产前筛查，可以高灵敏地检测孕妇外周血胎儿游离核酸，更快、更便宜地开展唐氏综合征等染色体疾病检测。
目前，TD-1已经取得国家医疗器械上市许可，在多家医院、科研机构和企业投入使用。杨文军表示：“接下来，新羿计划用3-5年时间紧紧围绕数字PCR技术平台，以国内临床急需的重大疾病早筛早诊和精准诊断为研发导向，建立高效的“研发驱动-商业转化”的运行机制，为大众提供更多高品质的医疗产品。”
背后团队：强大的研发队伍和丰富的临床应用经验
新羿生物专注于微液滴数字PCR平台的建立及其在临床等领域的应用开发，立志进行核心技术自主创新，做高端医疗器械国产化的先行者，这与新羿生物强大的研发团队分不开。
作为一家由核心技术驱动的生物高科技公司，新羿生物坚信人才是企业的核心竞争力。目前，公司员工总数50%为研发人员，专业背景分布生物、医学、化学、机械、电子等各个领域，多位核心骨干毕业于清华大学、北京大学、协和医学院、香港科技大学、哈佛大学、美国西南医学中心、加州大学等知名学府，具有深厚的研究及产业化背景，在分子诊断科学研究和技术开发上均有重要突破。
同时，团队专业优势覆盖技术研发、生产、质量、注册、市场、销售等企业运行各个环节，能够快速推动公司的技术研发和产品上市销售等工作。
数字PCR技术将成未来临床分子诊断的关键平台
目前，国内数字化PCR市场已经进入成长期，受到了众多资本和企业的关注。在国际市场上已经涌现出了Bio-Rad和赛默飞世尔两大头部企业，罗氏、凯杰等巨头也在积极布局数字PCR市场。新羿生物作为国内率先研发出具有完整自主知识产权的微液滴数字PCR平台的企业，未来的发展值得期待。
但不可否认的是，国内数字PCR领域还存在着不少挑战，如临床单位对数字PCR技术的认知有待提高、临床注册需加速等，杨文军认为，数字PCR技术未来还需要在高通量、自动化、多指标、低成本方面继续进步。
针对数字PCR领域现存的挑战，杨文军希望，通过市场教育，使得公众对数字PCR技术的高灵敏度、绝对定量和准确性有良好的认识；通过开放平台，让用户开发不同的应用试剂，拓宽数字PCR技术的应用领域，形成生态，做大市场。
由于其定量的精确性和可靠性，数字PCR技术的先进性及重要价值已经成为行业共识。可以预见，随着检测要求的不断提高，未来数字PCR势必会成为临床分子诊断的关键性技术平台，迎来快速增长。
文 | 焦艳丽
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