|
|
文章来源：360Dx, IVD从业者网编译、IVD从业者网
数字PCR作为一个有四分之一个世纪历史的技术，2023年继续在临床应用领域取得进展，系统开发商推出了新的仪器和检测，旨在扩大数字PCR在临床实验室中的应用。与此同时，在研究用市场中，资金挑战暂时阻碍了生物制药领域对数字PCR的接受，而废水检测的新增长则预示着该技术的持续扩张。数字PCR通常被认为比qPCR更精确、对抑制剂的抵抗性更强，且成本低于测序。这些独特特性使其吸引了许多不同领域的最终用户。过去三年中，商业可用的数字PCR系统数量翻了一番。旗舰仪器 - Bio-Rad实验室的QX系统、Stilla技术的Naica、以及Thermo Fisher科学从Life Technologies收购的QuantStudio 3D - 现在已经有了Thermo Fisher的Absolute Q、Qiagen的QIAcuity和Roche Diagnostics的Digital LightCycler的加入。
新来者Enumerix也在开发一种名为UltraPCR的系统，而Bio-Rad一直在研究一种连续流数字PCR技术，该技术是通过收购初创公司Dropworks获得的。所有这些系统在PCR反应液滴的形成方式上有所不同，无论是在板或阵列上物理分隔液滴，还是将它们悬浮在管中，以及进行实验所需的仪器数量、光学通道数量和多重检测的潜力。它们在整体工作流、结果获取时间以及仪器和耗材成本方面也各不相同。Bio-Rad最近在10月份的第三季度财报电话会议上承认，数字PCR领域的竞争压力正在加剧。首席运营官Andrew Last表示，一些竞争对手“更多地涉足低端市场”，Bio-Rad也计划在2024年用QX Continuum平台瞄准这个市场。
在新近推出的dPCR系统中，整体趋势是光学通道数量和多重检测能力的增加，但开发者似乎也开始针对临床终端用户，推出简化的单一仪器工作流程，以适应不同的吞吐量。例如，Stilla在11月推出了Nio+ dPCR系统。它拥有七个光学通道，在常见的六个通道基础上增加了一个低斯托克斯位移染料通道。Nio+还支持使用颜色组合的新方法，最多可同时检测21个目标。但该系统也被设计为用户友好，由一台带有大型触摸屏界面的台式仪器组成，具有随机访问能力和连续加载实验的特点。它的吞吐量也是可调的，每天最多处理48个公司的16孔Ruby芯片，即每天高达768个样本。在Nio+发布之际，比利时根特大学数字PCR联盟的联合创始人Wim Trypsteen表示，目前市场上只有少数单仪器数字PCR系统可商用，但他认为，这些以及其他注重易用性的特点正变得至关重要。在Nio+发布之前，Stilla在2023年初已明确转向临床肿瘤学应用，推出了其即装即用的Ruby芯片。公司还宣布，与ApexBio合作开发了20种新的肿瘤学检测，并在法国液体活检公司ID Solutions的合作下，已开发了10种试剂盒，同时还与Atila合作开发了多达20种液体活检检测。
罗氏（Roche）也在2022年末推出其单仪器Digital LightCycler dPCR系统时，特别针对临床领域。罗氏PCR系统生命周期负责人Miriam Fend表示：“我们真正认为数字PCR最大的潜力在于进入临床领域，提供肿瘤学和疾病监测测试。”数字化的LightCycler具有高样本输入量、六色检测和更容易的定制分析方法开发功能。它还拥有自动化的工作流程，可以将样本分割成100,000个部分，1.5至3小时内出结果，使用直观的软件进行数据分析和结果报告，并且可以连接到LIS系统。Fend表示，作为一个基于板的系统，也使其使用更简单，这可以扩大实验室的使用范围，这些实验室需要更多的标准化和更简单的工作流程。TATAA Biocenter的创始人兼首席执行官Mikael Kubista当时表示，罗氏新型dPCR系统的一个“独特且备受欣赏的特性”是其分开的开发和受管制生物分析的工作流程。他说：“开发模式提供了我们在为客户设计和验证定制分析方法时所需的灵活性，适用于药效学和药代动力学研究，而受管制生物分析模式满足了良好实验室实践研究的要求，并且在需要时能够高效地进行技术和方法转移。”罗氏在2023年晚些时候推出其更新版的LightCycler PRO qPCR系统时，也强调了对临床实验室的关注。该系统具有七个光学通道以及专门的工作流程，使用户能够运行仅限研究用途的分析方法和IVD测试。同样瞄准临床领域，Qiagen在2023年概述了其计划，即同时追求欧洲共同体标志和美国食品药品监督管理局对其QIAcuity系统上的BCR-ABL分析方法的认证，并表示预计2024年将首次销售dPCR临床测试。该公司表示，它将首先追求肿瘤学菜单，但也会考虑传染病应用，甚至可能是无创产前测试应用。
Bio-Rad实验室在2019年与BCR-ABL %IS Kit一同获得了对其QXDx系统的临床IVD测试的认证，并且还在开发用于生殖健康、传染病和移植监测的数字PCR诊断方法，同时也专注于生物制药客户，该公司在2022年表示。Bio-Rad和Qiagen在2023年就与数字PCR相关的专利纠纷达成了和解，他们签署了一项专利交叉许可协议，让每家公司都能相互使用对方的数字PCR技术。同时，赛默飞世尔科技公司在2021年推出了其Absolute Q dPCR系统，目标是临床空间、研究用途和应用市场。在2022年末，该公司为该系统推出了50多种研究用途测试，包括20种液体活检测试，以及一种数字PCR自定义检测工具。尽管不是dPCR仪器制造商，分析试剂开发商ChromaCode在2023年也战略性地转向了临床dPCR领域。该公司在前一年的美国癌症研究协会会议上展示了其使用HDPCR技术与Absolute Q dPCR系统的数据，显示其NSCLC检测的检测限度可低至在10,000份单倍体人类基因组DNA背景中检测出10份变异拷贝。ChromaCode在2023年7月推出了NSCLC检测，并在11月的分子病理学协会会议上展示了数据，显示与基于测序的测试相比，HDPCR检测的特异性分别为92%和99%。
值得注意的是，ChromaCode和Bio-Rad目前也涉及专利诉讼，ChromaCode在10月对Bio-Rad提起诉讼，称其侵犯了与dPCR多重检测相关的专利。该诉讼在12月被美国加利福尼亚北区联邦地区法院命令进行替代性争议解决。"数字化在临床中的应用2023年除了dPCR开发商的新临床产品外，还出现了大量临床试验结果和这些系统在临床上的应用。在肿瘤学领域，Geneoscopy利用Bio-Rad QXDx系统进行结直肠癌临床试验取得了里程碑式的成果，公布了积极的结果。Hummingbird Diagnostics表示，它正在开发一种使用数字PCR而非NGS的18-miRNA特征miLung肺癌检测版本。梅奥诊所启动了Naveris的NavDx dPCR测试的二期试验，用于检测由HPV引起的头颈癌，而GenoMe Diagnostics透露，它正在准备一种基于dPCR的卵巢癌检测，以在美国、英国和欧盟提交。与此同时，西达赛奈研究团队还描述了一种使用dPCR的前列腺癌状态测试。
2023年10月，Qiagen与Myriad合作，利用下一代测序工作流程和QIAcuity数字PCR平台开发伴随诊断测试。公司表示，目标是为美国临床市场提供实验室开发的肿瘤学测试，并为全球市场提供可分发的伴随诊断测试套件。他们最初将专注于与制药合作伙伴合作开发检测方法。在其他临床测试中，Oncocyte获得了使用Bio-Rad的滴度数字PCR进行肾脏移植排斥测试的Medicare覆盖，并在2023年初获得私人融资后，Cardio Diagnostics在印度签订了一项分销协议，用于一种使用六种甲基化敏感的dPCR检测和10个SNP来确定冠状动脉心脏病状态的测试。Bio-Rad的QX One dPCR系统还被选用于在香港进行脊髓肌肉萎缩症筛查。该国的一个研究团队还在将基于无细胞DNA的子痫前期测试适配到QX One仪器上，指出基于ddPCR的测试比长读测序便宜30多倍。
最后，2023年还在非侵入性产前测试中看到了dPCR应用领域的一些增长。"Enumerix 在 2022 年 12 月结束隐秘模式，推出了一种系统，能够在每次反应中生成 3000 万滴液滴。该公司由无创产前检测（NIPT）的先驱创立，将其描述为早期目标市场，并开发了一种 NIPT 检测，能够在单管工作流中检测第 13、18 和 21 号染色体上总共 222 个位点。此外，2023 年 12 月发表在《科学报告》杂志上的一项研究中，捷克共和国科学家使用多重数字PCR（dPCR）方法和 Stilla 的 dPCR 系统进行唐氏综合征（21-三体）检测。基于 dPCR 的筛查测试与更具侵入性的诊断程序的结果完全一致，具有 100% 的敏感性、特异性以及阳性和阴性预测值。该方法的成本也比其他方法低，分析速度更快，作者得出结论，这使其成为可能应用于临床工作流程的潜在筛查方法。生物制药下滑，污水检测上升在 dPCR 的非临床应用中，生物制药领域已成为开发商的有吸引力的利基市场，该技术已成为帮助解决细胞和基因疗法开发与制造中的挑战的理想工具。近年来，许多 dPCR 开发商推出了专门迎合生物制药终端用户的特殊试剂盒。例如，2023 年，Qiagen 推出了定制的细胞和基因治疗 dPCR 检测设计服务以及用于细胞和基因治疗质量控制的生物制药试剂盒。但是，2023 年也见证了生物制药研究和开发可用资金的收紧，这导致了购买量的减少，尤其是对于较小的生物技术公司，并影响了一些 dPCR 开发商。据报道，Qiagen 在这一业务中并未遭受重大挫折，但 Bio-Rad 实验室在 5 月、8 月和 10 月下调了其指导意见，部分原因是生物制药资金的不足。然而，在 12 月开始覆盖 Bio-Rad 的 UBS 投资分析师表示，数字 PCR 的低迷和逆风是产品周期，很可能会被克服。
dPCR 的另一个主要应用市场是污水监测，也称为基于污水的流行病学。这一领域在大流行期间得到了极大的加速，美国疾病控制与预防中心于 2020 年 9 月建立了国家污水监测系统，用于跟踪污水中的 SARS-CoV-2。该计划开始从主要位于学术和合同实验室转变为公共卫生实验室。当时，该部门的主任 Amy Kirby 表示，dPCR 是“对污水监测最敏感的方法，并且对污水中存在的抑制剂非常稳健”。疾病控制与预防中心（CDC）之前与公共卫生实验室协会合作，调查了所有废水测试实验室，并发现60%的公共卫生实验室已经拥有数字PCR系统。大约一半拥有Qiagen系统，另一半则使用Bio-Rad系统，尽管也有少数采用Thermo Fisher Scientific和其他平台的实验室。CDC表示，它计划开发并验证其面板和协议，以便在Qiagen和Bio-Rad仪器上使用，同时指出这两套系统都有其优缺点。随后，国家废水监测系统(NWSS)团队在2022年增加了对mpox（前称猴痘）的监测，约在500个地点进行。在《新英格兰医学杂志》的一篇文章中显示，这种方法能够在社区中检测到少量的mpox病例。2023年6月，CDC宣布它将大幅扩展其使用数字PCR面板跟踪的目标数量。
新面板正在与总部位于科罗拉多州的Fort Collins的测试开发商GT Molecular合同下开发，最终将使用数字PCR在废水中检测大约两打的感兴趣病原体。然而，据报道，2023年稍后的国家废水监测受到了一些干扰。2023年10月，CDC宣布，它已经授予Verily Life Sciences（此前称为Google Life Sciences）一个合同，在一些尚未被州和地方公共卫生实验室监测的城市进行废水测试。Bio-Rad的高管在第三季度财报电话会议上指出，Verily使用该公司的QX600进行废水测试。然而，之前的合同持有者Biobot Analytics对授予测试合同提出了抗议，这似乎干扰了对mpox的特定测试。CDC的网站目前指出，自2023年9月15日以来，对其约350个商业合同站点的mpox测试已恢复，但曾经有过暂时的延迟。 |
|
发表于 2024-1-8 14:23:54