基因机器开始克隆现金 - 彭博社

在1980年代中期，化学家卡里·B·穆利斯发现了一种复制DNA的新方法。称为PCR，即聚合酶链反应，这种巧妙的生化技术迅速制造出数百万份单一基因材料的副本，生成足够大的样本以确认特定基因、病毒或细菌的存在或缺失。从本质上讲，这个过程让科学家们通过创造一个充满针的干草堆来找到干草堆中的针。

PCR迅速变得不可或缺：它是分子生物学的基本工具，能够找出可能指示遗传疾病或病原体存在的DNA片段。它可以确定亲子关系或通过犯罪现场留下的血液或其他组织样本识别罪犯。它还可以帮助测量化学物质在治疗病毒和细菌疾病方面的有效性。为此，穆利斯在十月获得了诺贝尔奖。但从它被发明之日起，一个大问题始终存在：一家公司能否获得与PCR的科学价值相称的商业成功？

削减成本。最终答案似乎是肯定的。在全力以赴将PCR推向市场的两年后，霍夫曼-拉罗什公司和珀金埃尔默公司，这两个战略联盟的合作伙伴，准备收获回报。PE已经在每年超过1亿美元的PCR仪器和化学品销售中获得利润，这一市场每年增长20%，PE应用生物系统部的执行副总裁彼得·巴雷特博士表示。PE对未来充满信心，今年以3.5亿美元的股票收购了位于加利福尼亚州福斯特城的应用生物系统公司，这是一家领先的自动化PCR相关流程的系统供应商。同时，借助罗氏在医学检测方面的经验和珀金埃尔默在科学仪器方面的技能，这些公司正在推出使用PCR的检测，并希望很快能够有一些能够诊断多种疾病的测试。罗氏诊断集团总裁托马斯·P·麦克马洪预测，到1990年代末，PCR仪器、化学品和用于检测传染病、遗传疾病和癌症的试剂盒的销售将超过10亿美元。

PCR在250亿美元的医学检测市场中的吸引力归结为这一点：它能够比其他技术更快、更敏感地产生难以捉摸的疾病和感染因子的检测结果。而速度意味着更低的实验室成本。“每一个你可以应用PCR的测试，成本都会降低，”耶鲁大学医学院诊断实验室主任艾伦·贝尔博士说。更快、更准确的诊断也允许更早的干预，这可以降低治疗成本。由于削减成本现在驱动着大多数医疗决策，预计对PCR的需求将会激增。

这与该技术的早期阶段形成了鲜明对比。穆利斯在Cetus公司担任研究员时发明了PCR，并因此获得了1万美元的奖金。但Cetus正在开发癌症药物，并决定无法将资源投入到PCR上。因此在1986年，它与Perkin-Elmer达成协议，将PCR销售给研究市场。Cetus获得了该过程的专利，并开发了taq聚合酶，这是一种促使DNA自我复制的酶（表）。PE随后增强了其价值12,000美元的PCR系统9600，这是PCR检测的标准设备。

到1991年，财务困扰的Cetus正在与Chiron公司谈判合并，后者对Cetus的制造工厂和未来药物前景更感兴趣，而不是PCR。“我们决定把[PCR]修整一下然后出售，”一位前Cetus高管说。这意味着要清除PCR在诊断检测中使用的一个重大障碍：它倾向于错误地指示某段DNA的存在。问题在于，之前测试中残留的DNA会被复制，使其看起来在新样本中也存在。

凯图斯通过开发一种方法来消灭这些DNA痕迹，从而解决了这个问题。罗氏随后在1991年末支付了3亿美元，这在当时是医疗技术领域的记录，获得了PCR的专利和制造权，除了PE保留的权利。作为交易的一部分，罗氏与PE形成了联盟，使PE保留了在研究和工业市场上销售其PCR仪器、罗氏化学品和PCR诊断试剂盒的全球权利。罗氏向诊断市场销售PE的设备和自己的PCR测试。

更大的样本。在未来，罗氏可能会面临一些竞争。位于加利福尼亚州拉荷亚的Stratagene公司制造一种用于竞争性过程的试剂，称为连接酶链反应（LCR）。而雅培实验室和百特国际公司则在单独工作，设计不侵犯罗氏专利的样本扩增方法。但即使竞争出现，罗氏也有明显的领先优势。Taq聚合酶在95%的PCR工作中使用：它是罗氏PCR测试盒中使用的主要酶，并在PE系统中推荐。此外，罗氏拥有罗氏生物医学实验室公司，在美国有600个检测实验室，并已在全球授权170个实验室进行PCR测试。

罗氏正在尽快为这个网络开发一系列PCR测试盒。去年6月，它推出了Amplicor，这是其在美国首个获得FDA批准的预混PCR诊断试剂盒。它可以检测衣原体，这是一种难以诊断的性传播疾病，每年感染400万新患者。明年，罗氏计划推出结核病、丙型肝炎、HIV以及衣原体和淋病的组合测试盒。

在传统的此类疾病检测中，实验室从患者身上提取样本——例如血液或组织——并尝试培养其中可能含有的任何生物体。通过这种方式，疾病生物体会繁殖到可以被检测到的程度。这可能需要几周时间。对于某些疾病，“PCR可以将检测时间缩短到一天，”耶鲁大学的贝尔说。结核病证明了这一点。进行结核病培养测试需要四到六周，麦克马洪说。“使用PCR，我们可以在不到一天的时间内获得这些信息，”他说。更快的测试意味着患者在等待诊断时隔离的时间更短，治疗也能更早开始。PCR还可以诊断由基因突变引起的疾病，例如囊性纤维化。

无痛收益。除了这些，技术还可以减轻患者的创伤。为了检测肺囊虫肺炎，这在艾滋病患者中很常见，医生需要一份肺组织样本。他们通过一种不适的外科手术获取样本，费用约为4000美元。基于PCR的测试可以使用患者的痰进行。优势：无痛且费用为150美元。 chlamydia的PCR测试使用尿液样本，而培养测试需要从尿道管提取液体，这是一种痛苦的程序，使一些男性不愿意接受该疾病的检测。

PCR的高灵敏度也使其在检测病原体“生长缓慢、困难、危险或不可能”的疾病时更具优势，罗氏分子系统的高级研究主任约翰·斯宁斯基说。例如，在淋病的检测中，“培养常常无法检测到早期感染中的生物体，”费城托马斯·杰弗逊大学医院微生物学临床实验室主任唐纳德·荣金德说。但他说，PCR测试的准确率为95%，而培养的准确率为67%，并且PCR测试只需三到四分钟，而培养测试需要30到40分钟。

PCR最终可能会面临竞争。但是罗氏分子系统的总裁凯西·奥尔多涅斯认为，即使那样罗氏也能保持领先：“我们有如此好的起步，”她说。事实上，目前PCR独占鳌头。