創豐研究 | 數字PCR行業深度研究報告

2021-01-10 36kr
創豐研究 | 數字PCR行業深度研究報告

來源:微信號「上海創豐資本」(tronfund) 作者:何嘉勰

伴隨電影《我不是藥神》的熱度,靶向藥被推入了大眾視野。但人們不知道的是,基因精準檢測是確保患者能夠合理選用最佳靶向藥的關鍵前提。自2012年推出以來,dPCR技術經過不斷優化,現已經能夠實現精準、快速檢出基因突變,方便醫生和患者及時選擇相關靶向藥,從而實現個體化精準抗癌治療。

dPCR(數字PCR)技術目前已被行業公認為是支持cfDNA檢測最具潛力的技術之一,其具有對核酸分子的絕對定量、高靈敏度、高準確性等優勢,近年來在精準診療實踐方面展現出了巨大的潛能,被廣泛用於伴隨診斷、病毒檢測、藥物基因組學和無創產檢等領域,未來還將在多種臨床場景中得到應用。

創豐資本為國內領先的私募創投機構,目前管理資金規模超過100億元人民幣,在醫療領域以天使期的投資為主,重點關注醫療器械和移動醫療方向,成功投資案例包括:運怡醫療、柏為醫療、愛思唯醫療、萬瑞飛鴻、固聖生物、康健德科技等一系列明星項目。

創豐資本投資經理何嘉勰主要關注分子診斷、基因測序、靶向藥物和細胞免疫治療等前沿醫藥細分領域,主導醫療領域行研並參與系列醫療項目的調研。今天的創豐研究,就有請何嘉勰為大家深度解析dPCR行業。

dPCR IVD核酸標準化檢測的首選技術

IVD(In Vitro Diagnosis,即體外診斷)方法主要有生化診斷、免疫診斷和分子診斷。三種方法檢測物質不同、功能定位不同、互相補充,共同完成臨床體外診斷的需求。


分子診斷是一種檢測核酸的體外診斷方法,除用於廣泛臨床外,還可用於寵物醫療、犯罪偵破、事故溯源等場景。在分子診斷中,PCR(Polymerase Chain Reaction,即聚合酶鏈式反應)是一種用於在體外大量複製特定核酸片段的分子生物技術,通過變性—退火—延伸三個基本反應步驟,使得微量目標核酸擴增幾百萬倍,從而實現後續的信號捕獲。

dPCR則是在PCR原理的基礎上,利用晶片和螢光檢測技術進行核酸絕對定量檢測。晶片技術是dPCR的核心工藝,可以使核酸溶液稀釋形成「單分子模板PCR擴增」環境,從而達到定量檢測的目的。

dPCR為對核酸分子的絕對定量檢測,適用複雜樣品檢測、不易受PCR抑制物影響,兼容染料法和探針法。儘管目前國內臨床上尚未採用dPCR,但其技術原理為絕對定量分析,靈敏度、特異性、精確性更高,未來將用於多種臨床檢測場景。

在多數應用場景中,臨床需要標準化檢測特定個數位點(通常小於8個),而dPCR具備取代FISH(螢光原位雜交技術)和qPCR(螢光定量PCR)的優勢。因此,dPCR既是未來臨床標準化分子診斷的首選技術,也是IVD核酸標準化檢測的發展趨勢。

2021年分子診斷市場將達到129億元

我國的分子診斷市場處於快速發展階段,2014-2017年期間CAGR(CompoundAnnual Growth Rate,即複合年均增長率)達到了26.9%。按此速度測算,預計2021年分子診斷市場將達到129億元。

一方面,多個政策正加速推動分子診斷的發展。2015年2月,國家精準醫療戰略專家委員會成立;2015年3月,科技部召開國家首次精準醫學戰略專家會議,並決定在2030年前政府將在精準醫療領域投入600億元;此外,《國家「十二五重大新藥創製計劃」》《國家「十三五」科學和技術發展規劃》等政策皆對分子診斷的發展具有重要意義。

另一方面,國家產業政策也在助力國產化替代。《「健康中國2030」規劃綱要》《醫療器械優先審批程序》《「十三五」醫療器科技創新專項規劃》《關於促進首臺(套)重大技術裝備示範應用的意見》……都進一步促進了分子診斷行業的發展。

目前來看,dPCR相較於NGS(高通量測序)更加符合國產化替代的邏輯。何嘉勰指出,國內公司和國外公司目前都在進行產品註冊的申報階段,站在同一起跑線上。同時,技術進步也給dPCR將帶來了新的應用機會:dPCR的高靈敏度使得液體活檢成為可能,連續監測的需求上升也在給dPCR新的發展機會。

但需要注意的是,dPCR技術目前還處於發展階段,在儀器設計、晶片技術、原材料成本、醫院採購流程上都存在一定的進步空間,同時也面臨NGS儀器廠商和主打NGS的第三方臨檢中心(燃石)的競爭和抵制。

伴隨診斷dPCR臨床首要應用場景

在dPCR產業鏈中,dPCR儀器和dPCR試劑是本報告分析的重點。產業鏈中上遊主要為晶片和dPCR儀器的研發,具有封閉式的特點;產業鏈下遊根據不同渠道分別對應不同的應用場景。

在應用場景上,dPCR目前主要用於伴隨診斷、病毒檢測、藥物基因組學、和NIPT(無創產檢)等場景。伴隨診斷是dPCR臨床首要應用場景,未來dPCR還將在在病毒檢測、藥物基因組學和NIPT均具備發展潛力。

目前,dPCR國內市場處於萌芽狀態,根據各應用場景前景預測,2021年dPCR儀器和試劑市場容量綜合將達到43.9億元。

dPCR在四個場景的應用也處於不同的發展階段。藥物基因組學尚處於起步階段,發展仍然比較緩慢,儘管在國外已經有較高的認可度,但還未得到國內醫院的完全認可;NIPT處於快速成長階段,市場增速快,競爭市場化程度高;dPCR使NIPT檢測實現標準化,便於醫院引進;伴隨診斷處於快速發展末期,市場接近飽和,但dPCR結合了液體活檢技術,創造新的需求並成為了dPCR發展的主要市場;病毒檢測市場已經成熟,未來市場增速較小,因此dPCR在病毒檢測領域優勢不明顯。

晶片和儀器研發——dPCR儀器公司的核心壁壘

dPCR儀器是封閉式平臺,只能適配對應設計的數字晶片,並呈現全自動化發展趨勢,具備相應的核心技術壁壘,因此對企業的技術要求也在進一步加強。

何嘉勰指出,由於儀器平臺的封閉式特點,dPCR儀器實際上賣的是「儀器+耗材」。晶片是「耗材」,是試劑生產的核心原料。以dPCR試劑盒1200元/盒、晶片75元/片計算,預計到2021年,dPCR晶片市場將是2.4億元。

根據是否自主生產晶片,dPCR儀器廠商可分為自主生產晶片和將晶片生產流程外包兩種業務模式;根據儀器的銷售方式,可分為與試劑廠商合作銷售儀器貼牌給試劑廠商進行銷售、儀器經銷以及儀器直銷三種業務模式。

國產dPCR儀器尚無上市銷售數據,根據訪談何嘉勰認為國產PCR儀器受試劑銷售制約,收入預計毛利為67%;另外,進口儀器目前的出廠價約為100-110萬元,國產dPCR儀器的出廠價為60萬元,僅為進口儀器的57%,因此還具備價格優勢。

dPCR儀器市場有限,假設每臺dPCR儀器售價為60-100萬元,每個科室至多夠買一臺儀器即滿足檢測需求來計算,其總市場容量為30.5億元。

dPCR儀器的市場集中在醫院病理科、檢驗科及LDT。檢驗科的應用場景為病毒檢測、藥物基因組學及NIPT,總市場容量在17.6億元左右,佔到dPCR儀器市場容量的一半以上。如果2021年前能進入檢驗科,可覆蓋的市場容量將達到13.6億元。

dPCR試劑技術壁壘低,核心競爭力在於銷售能力

dPCR試劑生產需要註冊III類證,III類分子診斷試劑設計目前已實現標準化,因此其難點在於申報費用和申報時長。需注意的是,試劑生產技術壁壘低,廠商生產流程主要包括Mix配方的研製和驗證、酶原料的採購、試劑盒的打包和封裝,具備小面積的合格生產廠房即可進行dPCR試劑生產。

晶片是試劑生產的核心原料,dPCR試劑廠商的試劑研發必須根據合作晶片進行調整,因此根據是否進行儀器製造,dPCR試劑廠商可分為只進行試劑生產(如上海匯真)和試劑生產+儀器貼牌製造(如諾禾致源、科維思和泛生子)兩種模式。

何嘉勰指出,dPCR試劑廠商受儀器廠商晶片的約束,在研發和生產環節不具備強壁壘,因此dPCR試劑廠商與上遊合作時,需要依靠自身銷售能力提升自己在產業鏈中的話語權;而下遊醫院話語權強勢,dPCR試劑廠商更需要有向下的銷售能力方能打開市場。

由於dPCR試劑領域注重銷售能力,因此進入qPCR試劑市場的試劑廠商大多依據自己地方優勢展開營銷。現階段dPCR試劑廠商多以以直銷為主;隨著國家法規對qPCR試劑銷售的管理逐步加強,dPCR試劑廠商將轉變為以經銷為主,直銷為輔的模式。

據測算,dPCR試劑直銷毛利率可達87%、經銷毛利率為76%。但毛利中約有40%為臨床費用支出(市場早期可能比預估更高),因此實際綜合毛利率約為40%。

預計在2021年,dPCR的試劑市場容量接近40億元。伴隨診斷市場為14.5億元,NIPT市場為18.6億元。可以預見的是,伴隨診斷和NIPT將成為dPCR市場的主要驅動力。屆時,dPCR的試劑潛在市場容量將超過90億元。

國內新興公司湧現,具備較大成長空間

國外市場中,ABI(Applied Biosystems)和Bio-Rad是dPCR儀器的兩大巨頭,ABI生產晶片式dPCR儀器QuantStudio 3D,操作流程全自動;Bio-Rad產生微滴式dPCR儀器QX200和RainDrop,操作流程均半自動。在價格上,RainDrop優於QX200和QuantStudio3D。

ABI目前已進入中國市場並擁有國內4家代工廠商貼牌,分別為南京科維思、天津諾禾致源、北京泛生子以及一家暫未知企業;而Bio-Rad將以直銷模式進入中國市場。

根據分液的方式不同,可以將dPCR儀器分為晶片式和微滴式,晶片是兩種技術流程中的核心工藝;微滴式在技術原理上、通量和液滴數方面均優於晶片式,但存在一些技術難點待突破。

國內OEM企業希望使用ABI儀器開拓和搶佔病理科市場,因此現階段對利潤不太敏感。

國內亦有許多dPCR儀器新興公司湧現,技術與國外相比落後不多。國內有自主技術的小公司主要集中在微滴式dPCR儀器的研發方向,儘管微滴式技術具備一定領先的趨勢,但市場反饋尚無定論。

何嘉勰認為,在dPCR儀器市場,國內創業企業也處於申報準備或審批階段,具備較大成長空間;dPCR試劑市場將延續qPCR格局,以艾德生物、凱普生物為代表的龍頭將進入dPCR試劑市場。

而dPCR儀器企業的關鍵成功要素包括研發能力、晶片設計能力和產業戰略布局;dPCR試劑企業的關鍵成功要素在於銷售能力。

(作者何嘉勰:畢業於北京大學,獲得基礎醫學博士學位。2016年加入創豐資本,目前擔任公司投資經理,主要關注分子診斷、基因測序、靶向藥物和細胞免疫治療等前沿醫藥細分領域,主導醫療領域行研並參與系列醫療項目的調研。)

創豐資本重要聲明:本報告的作者是基於獨立、客觀、公正和審慎的原則製作本研究報告。本報告的信息均來源於公開資料,本公司對這些信息的準確性和完整性不作任何保證,也不保證所包含信息和建議不發生任何變更。

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