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从高价引进到自主创新,国产流式荧光的破局之路——胡曼智造联合创始人孟泽楷

2023-04-03 | 查看: 5158 | 来源:仪器信息网 |

流式细胞术( Flow Cytometry,FCM)是20世纪70年代发展起来的一项利用流式细胞仪完成的细胞分析新技本。目前已普遍应用于免疫学、血液学、肿瘤学、细胞生物学、细胞遗传学、生物化学等的基础和临床研究的各个领域。国产流式细胞仪最早研制于20世纪80年代初,但受到当时科技发展和国内生产力的限制,而没有商业化的产品问世。直至2010年左右,国产流式细胞仪厂商开始雨后春笋般成立。并随着技术的积累和发展,国产流式细胞仪不仅从性能上能够和国外仪器比肩,也有着自身的特色和优势。与此同时,国产流式配套试剂的发展

流式细胞术( Flow Cytometry,FCM)是20世纪70年代发展起来的一项利用流式细胞仪完成的细胞分析新技本。目前已普遍应用于免疫学、血液学、肿瘤学、细胞生物学、细胞遗传学、生物化学等的基础和临床研究的各个领域。国产流式细胞仪最早研制于20世纪80年代初,但受到当时科技发展和国内生产力的限制,而没有商业化的产品问世。直至2010年左右,国产流式细胞仪厂商开始雨后春笋般成立。并随着技术的积累和发展,国产流式细胞仪不仅从性能上能够和国外仪器比肩,也有着自身的特色和优势。与此同时,国产流式配套试剂的发展也呈现一片火热的局面。

为帮助广大实验室用户及时了解国产流式细胞仪前沿技术进展、创新产品与解决方案,胡曼智造联合创始人孟泽楷先生就国产流式荧光的破局之路展开分享

胡曼智造 孟泽楷 仪器信息网

  本期嘉宾:孟泽楷 胡曼智造联合创始人

TC-136标委会成员,参与多项IVD行业标准撰写;CAIVD体外诊断行业蓝皮书编委;“医业观察”公众号联合创始人之一;IVD青年企业家协会委员。

最近十年,国内流式行业蓬勃发展,诞生了一批优秀企业。2011年,苏州赛景生物科技有限公司成立,这是中国本土第一批流式细胞仪研发生产企业的杰出代表,并于3年后被国际巨头贝克曼库尔特公司收购,成为贝克曼旗下流式细胞仪主力产品之一。

在同一时期,国内的其余企业,例如迈瑞医疗、博奥生物、艾森生物等也在流式领域深耕,这些公司研发的流式细胞仪也在2013—2016年期间陆续获得医疗器械注册证。

2015年之后,随着部分头部企业的战略调整、国内医疗领域投融资市场的活跃,以及流式市场的快速扩容,中国本土第二批流式细胞仪研发生产企业陆续成立,例如唯公科技、竞天生物/层浪生物等。

据不完全统计,截至目前国内流式细胞仪的研发生产企业已过10家,流式试剂的研发生产企业突破20家,整个行业的发展呈现一派欣欣向荣的气象。

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优势与应用

流式荧光极大拓展流式技术的应用边界

流式荧光技术以多重编码微球为固相载体,在微球上进行蛋白/核酸的偶联,然后与待测物进行反应,之后依靠鞘流的原理,以单个微球形式依次通过检测器,从而对待测物实现定量分析。

相对于传统的诊断技术,如生化分析、ELISA等,流式荧光技术包含多个关键技术难点:

第一项关键技术是多重编码微球技术,这也是多重流式荧光检测的核心技术之一。

由于微球内部包含荧光染料,流式荧光微球的粒径略大于化学发光的微球,多在5—7μm之间。

微球的制备过程也相对复杂,以Luminex公司的公开资料为例,首先通过分散聚合来制备粒径较小(2μm左右)的种子微球;之后加入苯乙烯、表面活性剂及其余物质,使微球粒径膨胀到6μm左右;接下来是微球的染色,此时微球是多孔渗透结构的,可以继续溶胀将染料及第一种溶剂吸收进微球,但由于微球存在交联结构,因此微球不会过度溶胀;在微球吸收了染料及第一种溶剂后,再向反应体系中加入第二种溶剂,第二种溶剂可以将第一种溶剂从微球内部挤出,并将微球回缩到预期的粒径。

第二项技术是液相反应。

标记了不同蛋白的捕获微球与待测物以及PE标记的特异性抗体在同一个反应体系进行孵育及免疫反应,形成相应的免疫复合物,再通过清洗去除掉未结合的物质。

第三就是流式分析系统。

根据鞘流原理,反应完成后的编码微球会依次通过激光检测器。分类荧光负责识别微球的种类,即确定分析物的种类;报告荧光检测待测物的荧光信号,对待测物进行定量分析,最终实现在单个反应体系中同时检测几十种目标分析物。

一般而言,流式细胞仪的分析对象是细胞,而且是呈独立状态并悬浮于液体中的细胞。因此,传统意义上的流式分析更多指的是对细胞表面成分或内部成分的检测。

不同于流式细胞分析,流式荧光更多聚焦于血清、尿液、脑脊液等体液样本中的蛋白或核酸指标的分析,可极大拓展流式技术的应用场景。

这两项技术在医学检验领域的应用场景的对比,请参见表1。

表1 流式荧光技术与流式细胞分析的区别

流式细胞术 流式荧光术 区别.png

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引进与突破

国产流式荧光的觉醒之路

2021年4月,海外IVD领域一起并购事件引起了全行业的广泛关注:意大利的DiaSorin公司以18亿美金的价格收购了流式荧光技术的开山鼻祖、第一代多重流式荧光检测平台的缔造者——美国Luminex公司。

不同于传统IVD企业,Luminex早期采取的商业模式主要以合作伙伴驱动模式(Partnership-Driven Business)为主,将自己定位于诊断仪器和平台技术提供商。

Luminex通过垄断流式荧光的核心技术,使期望开发流式荧光诊断试剂的企业不得不从其手中申请开发授权、采购编码微球和专用仪器。

透景生命是中国国内最早引进流式荧光技术的企业之一。根据透景生命招股书披露的信息显示,2009年该公司与Luminex签署了合作协议,获得了在中国地区研发、注册、生产及销售流式荧光方法的HPV、肿瘤标记物及甲状腺激素试剂的授权。

在透景生命之后,一些国内企业,例如达安基因、益善生物等,也与Luminex达成协议,获得不同细分领域的试剂研发、注册、生产及销售的授权,相关产品也先后获得了国内的医疗器械注册证。

除上述企业以外,国内不少企业也和Luminex有过深入的谈判,但终因过于高昂的开发成本、严格的合作限制等种种原因放弃了这项技术的引进和商业化开发。

Luminex的封锁策略在一定程度上阻碍了流式荧光技术的普及,但另一方面,这也驱动了中国企业自主研发的步伐。

从2015年到2020年,中国IVD行业快速发展,不少优秀企业纷纷登陆资本市场,吸引了众多目光。与此同时,在产业上游支撑行业快速发展的原材料供应商也在快速迭代升级;尤其是在中美贸易战爆发之后,上至政府,下至民间,都对各个行业的核心技术能否自主可控有了更高的要求。

不少国内企业鱼贯入场,力图攻克流式荧光这个“卡脖子”技术。其底层逻辑还是看到了流式荧光这项技术的应用潜力,以及在竞争日益激烈的IVD市场颠覆战局的可能。

笔者曾经跟医学检验领域诸多大咖进行深度交流:专家均觉得流式荧光技术是一项被低估且尚未发挥其潜在价值的技术,其逻辑在于这项技术成本低、通量高、检测项目可以灵活组合;在当前检验科样本量不断攀升且医保控费越来越严格的大环境,高通量且低成本的流式荧光技术必然会大放异彩。

由于流式荧光技术的核心壁垒较多,不少企业先从多重编码微球领域入手,近些年来不少企业都能进行一定重数的编码微球制备,例如胡曼智造、中翰盛泰、彩科生物、唯公科技等企业。虽然各家企业的技术路线有一定差别,但可以清晰地看到这项技术的壁垒在逐渐降低。根据目前的公开报道来看,个别企业已经能提供数十重的编码微球,这个编码重数能够满足大部分临床检测的需求。

流式荧光技术在医学检验领域应用的另一个痛点就是仪器的自动化程度,Luminex在2005年上市了Luminex 200之后,并没有在仪器自动化程度上进行任何升级,这也给其商业合作伙伴在医学检验领域的商业化提出了不少难题,不得不由商业合作伙伴自行寻找解决方案。

有的企业将Luminex 200与某些ELISA前处理站整合,有的企业与仪器设备提供商合作开发前处理管式设备,但是不同供应商来源的设备在系统整合上天然存在问题,再涉及到试剂与整合后的仪器适配……这个过程中的心酸和苦楚凡是经历过的企业都清楚。

因此,开发一台可以随机上样、全自动、成本可控的全自动流式荧光设备也成为行业公认的破局关键因素之一。在这一领域,近些年来,以胡曼智造、嘉兴凯实为代表的国内企业也纷纷获得了全自动流式荧光设备的医疗器械注册证及生产许可,突破了这项技术在医学检验领域应用的最后一个壁垒。


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破局与进化

胡曼智造全自动多重流式荧光检测平台

胡曼智造 国产流式发展正当时 仪器信息网

HumaPlex 1200 全自动多重流式荧光检测平台


胡曼智造作为一家以研发为基础,集生产、销售为一体的医疗技术创新公司。经过多年的技术积淀,与顶尖专家合作,开发出数十重的磁性编码微球,打破了Luminex公司的技术垄断。

在仪器自动化方面,相较于Luminex动辄4—5个小时的样本前处理过程,胡曼智造自主设计开发的HumaPlex 1200全自动流式荧光检测平台可实现40分钟内的“样本进、结果出”,解除了这一技术在临床应用上的最大桎梏。

HumaPlex 1200在检测速度达到3000T/h的同时,单机仅占地1.06平米,与其他免疫分析仪相比,在坪效比上具有显著优势,可在单位面积内实现更高检测量。

由于联检项目仅需1人份试剂、1人份耗材即可完成多种指标检测,相较于单项测试的化学发光法,实验室运营成本将大幅降低。

此外,HumaPlex 1200全自动多重流式荧光检测平台支持多机并联,还支持流水线接入或扩展,可为实验室提供多元化的应用选择。

目前,胡曼智造的流式荧光平台可涵盖自身抗体、过敏原、细胞因子三大检测领域。在医院普遍面临降本增效压力的当下,HumaPlex 1200无疑将为检验科带来上述项目的检测升级方案。

编辑:刘立东KOL

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