PCR in Screening and Diagnostics

31
PCR in Screening and Diagnostics Polymerase Chain Reaction in Screening and Diagnostics Market Developments, Growth Areas and Opportunities June 2013 Copyright © Biopharm Reports 1 Biopharm Reports Biopharm Reports, Tamarisk House, High Street, Colne, Cambridgeshire PE28 3ND United Kingdom, http://www.biopharmreports.com

Transcript of PCR in Screening and Diagnostics

PCR in Screening and Diagnostics 

   

 

   

Polymerase Chain Reaction in Screening and Diagnostics 

 

Market Developments, Growth  Areas and Opportunities 

  

June 2013                 

  

   

Copyright © Biopharm Reports  1 

 

   

Biopharm Reports

Biopharm Reports, Tamarisk House, High Street, Colne, Cambridgeshire PE28 3ND United Kingdom, http://www.biopharmreports.com

PCR in Screening and Diagnostics 

  

Copyright © Biopharm Reports  2 

        

The Author John Bates is a market consultant in the life science industry. After a degree in biochemistry and chemistry (1978) and a Ph.D in cancer research in 1981, John joined Upjohn Ltd (now Pfizer), where he managed a team of scientists in the department of biopharmaceutical sciences and drug metabolism. In 1985 he took a similar role with Glaxo Group Research (now GSK), in the department of Biochemical Pharmacology. In 1989 he co-founded Melbourn Scientific Ltd, a CRO operating in the pharmaceutical field, later moving to Acumen Bioscience (drug discovery instrumentation) as Technical Director. John has over twenty years laboratory experience and has worked as a market consultant since 2003, covering many areas of laboratory technology in the fields of chemical and bioanalysis, drug discovery and diagnostics.

  

                                   

 

Copyright© 2013 BioPharm Reports This Report is published by BioPharm Reports. All Rights Reserved. The reproduction or redistribution of this Report is prohibited, without the prior permission of Biopharm Reports. The information in this report and the opinions, views and conclusions contained herein, are those of the author and publisher. While the information contained in this report is believed to be accurate at the time of publication, Biopharm Reports accepts no liability for the information contained herein, or for its completeness in any respect. Biopharm Reports accepts no liability for any decisions or actions that are taken, based on the content, views or conclusions contained in this report.

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  3 

Executive Summary   Overview  PCR Clin 2013 is an independent global study and investigated current and evolving markets in the PCR screening and diagnostics field. Focussed on individuals who use PCR for screening or diagnostic  purposes,  this  study  examined  current  and  future  (next  three  years)  end‐user practices,  including preferences,  techniques, applications, current and  future purchases  from suppliers, and other market areas.    Areas  covered by  this  study  included  current and  future PCR  techniques,  current and  future PCR  applications,  disease  biomarkers,  current  and  future  PCR  company  suppliers,  preferred instruments  and  their  strengths  and weaknesses,  software,  required  and  future  innovation, samples, sample preparation, financials, costs and budgets, budget breakdown, consumables and therapeutic and other areas.   This  study was  carried  out  to  assist  PCR  developers  and  vendors  to  better  understand  and support  current  and  evolving  needs  in  this  field,  and  to  help  scientists  compare  their  own practices with others, and gain insights into emerging technologies and applications.  

Study Participants  Individuals  (n=173)  who  participated  in  PCR  Clin  2013  work  in  49  countries.  The  top  nine participating  countries were  USA,  Germany,  Italy,  Brazil,  Spain,  Switzerland,  UK,  China  and Denmark. Regionally, Europe and North America were the greatest participants in PCR Clin 2013 and together represented more than two thirds of participants.   Participants  in  PCR  Clin  2013  indicated  three  general  areas  of  activity  in  the  use  of  PCR  in screening  and  diagnostics,  namely  the  conduct  of  routine  tests,  the  development  and validation of PCR tests and the use of PCR  in qualitative studies. Together, these three areas represented over 70% of  the activities. Notably, almost half of  these activities are associated with the development and validation of these tests.     In  this  study, almost 90% of participants  in PCR Clin 2013 are employed by  four organisation types,  namely  universities,  research  institutes,  Government  organisations  and  hospitals  or clinics. PCR Clin 2013 participants reported that they worked  in 8 fields, of which universities, research institutes, clinics and hospitals were the largest groups.   

 All individuals who participated in PCR Clin 2013 use PCR directly in screening and diagnostics in their  own  laboratory  or  are  closely  associated  with  the  use  of  this  technique  (e.g.  as  a laboratory supervisor or manager). More than 90% of the participants hold senior positions as scientists or managers, relating to PCR methods used in screening and diagnostics.  This global PCR study involved the participation of a substantial number of PCR end‐users and its  findings  relating  to  the  use  of  this  technique  in  screening  and  diagnostics  provide  both depth and breadth of technical and market‐related findings relevant to developers and vendors in this field.  

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  4 

Based on the (conservative) assumption that participants’ experience  in the use of PCR range from  3  to  5  years,  it  is  calculated  that  the  findings  of  this  study  are  based  on  500  to  800 combined years of knowledge and experience of this technique.  The professional positions of participants underline the depth of experience brought to this market study and these include medical  doctor,  professor,  assistant  professor,  post‐doctoral  researcher,  Ph.D  student, research  fellow,  managing  director,  senior  scientist,  departmental  head  and  other  similar positions.   Edited  

                                

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  5 

Index                     Page  1. Introduction                  20            

1. Introduction 1.1 Study Areas 1.2 Study Questions 

 

2. Study Participants                25  2.1 This Chapter  2.2 Countries  Figure 2.1 Countries and numbers of individuals who participated in PCR Clin 2013 Table 2.1 Countries and percentage of individuals who participated in PCR Clin 2013  2.3 Regions  Figure 2.2 Global regions of individuals who participated in PCR Clin 2013  2.4 PCR Activities of Participants  Figure 2.3 PCR activities of individuals who participated in PCR Clin 2013  2.5 Organisation  Figure 2.4 Organisation types of individuals who participated in PCR Clin 2013  2.6 Fields  Figure 2.5 Fields of individuals who participated in PCR Clin 2013.  2.7 Participants  Table 2.2 Positions of individuals who participated in PCR Clin 2013  2.8 Discussion  

3. PCR Techniques                36  3.1 This Chapter 3.2 Current PCR Techniques  Figure 3.1 Top currently used PCR techniques (%) in screening and diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013   

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  6 

Table 3.1 Top currently used PCR techniques (%) in screening and diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  3.3 Future PCR Techniques  Figure 3.2 PCR techniques that PCR Clin 2013 participants indicate they will be using over the next three years (2013 – 2016) in screening and diagnostics  Table 3.2 PCR techniques that PCR Clin 2013 participants indicate they will be using over the next three years (2013 – 2016) in screening and diagnostics  3.4 Other Future PCR Techniques 3.5 Discussion  Table 3.3 Comparison of Current and Future PCR techniques reported by participants in PCR Clin 2013  3.6 Opportunities  

4. PCR Applications                45            4.1 This Chapter 4.2 Current Applications  Figure 4.1 Top currently used PCR applications (%) in screening and diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 4.1 Currently used PCR applications (%) in screening and diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  4.3 Other Current PCR Applications 4.4 Future PCR Applications  Figure 4.2 PCR applications that PCR Clin 2013 participants indicate they will be using in screening and diagnostics, over the next three years (2013 – 2016)   Table 4.2 PCR applications that PCR Clin 2013 participants indicate they will be using in screening and diagnostics, over the next three years (2013 – 2016)  4.5 Other Future PCR Applications 4.6 Discussion  Table 4.3 Comparison of Current and Future PCR applications reported by participants in PCR Clin 2013     

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  7 

4.7 Opportunities  

5. Companies                  53            5.1 This Chapter 5.2 Current Company Suppliers  Figure 3.1 Top PCR company suppliers (% of overall suppliers), reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 5.1 Top PCR company suppliers (% of overall suppliers), reported by individuals who participated in PCR Clin 2013.  5.3 Other Company Suppliers 5.4 Future Company Suppliers  Figure 5.2 Top PCR company suppliers that participants indicate they will be purchasing from over the next three years (2013 – 2016)  Table 5.2 PCR company suppliers that participants indicate they will be purchasing from over the next three years (2013 – 2016)  5.5 Other Company Suppliers 5.6 Discussion  Table 5.3 Comparison of current and anticipated future PCR company purchases, reported by participants in PCR Clin 2013  Table 5.3 Comparison of current and anticipated future PCR company purchases, reported by participants in PCR Clin 2013  5.7 Opportunities  

6. Preferred Companies and Products (Strengths and Weaknesses)  63             6.1 This Chapter  6.2 PCR Preferred Companies  Figure 6.1 Top preferred PCR supplier companies (% ), reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 6.1 Top preferred PCR supplier companies (%), reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  6.3 Preferred PCR Systems 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  8 

Table 6.2 Preferred PCR systems (%), indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  6.4 Strengths of Preferred Systems 6.5 Weaknesses of Preferred Systems  Figure 6.2 Strengths of preferred instruments (%), indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Figure 6.3 Weaknesses of preferred instruments (%), indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 6.4 Strengths of preferred instruments (%), indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 6.5 Weaknesses of preferred instruments (%), indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 6.6 Participants comments on the strengths of their preferred PCR systems (together with their classification)   Table 6.7 Comments on the weaknesses of their preferred PCR systems (together with their classification), indicated by participants in PCR Clin 2013  6.6 Discussion 6.7 Opportunities  

7. Expenditure and Budgets              81            7.1 This Chapter 7.2 Current Budgets   Figure 7.1 Annual budgets for the conduct of PCR relating to screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 7.1 Annual budgets for the conduct of PCR relating to screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  7.3 Cost per Sample  Figure 7.2 Costs per sample for the conduct of PCR relating to screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 7.2 Costs per sample for the conduct of PCR relating to screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  7.4 Budget Breakdown  

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  9 

Figure 7.3 Current budget breakdown associated with PCR relating to screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 7.3 Current budget breakdown associated with PCR relating to screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Figure 7.4 Future changes in the budget for PCR in screening and diagnostics, over the next three years, indicated by participants in PCR Clin 2013  Table 7.4  Future changes in the budget for PCR in screening and diagnostics, over the next three years, indicated by participants in PCR Clin 2013  7.5 Future Overall Budget  Table 7.5 General budget changes for the conduct of PCR over the next three years, indicated by participants in PCR Clin 2013  Table 7.6 Overall mean percentage changes in budgets for PCR over the next three years, indicated by participants in PCR Clin 2013  7.6 Discussion 7.7 Opportunities  

8. Purpose of PCR Use                89        8.1 This Chapter 8.2 Purpose  Figure 8.1 Reasons or purposes for using PCR in screening and diagnostic, industry, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 8.1 Top reasons or purposes for using PCR in screening and diagnostic, industry, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  8.3 Discussion 8.4 Opportunities  

9. Samples                    92            9.1 This Chapter 9.2 Study Samples  Figure 9.1 Study samples investigated using PCR in screening and diagnostic applications, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 9.1 Study samples investigated using PCR in screening and diagnostic applications, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  10 

9.3 Other samples 9.4 Discussion 9.5 Opportunities  

10. Sample Preparation                96  10.1 This Chapter 10.2 Sample Preparation Methods  Table 10.1 Sample preparation methods reported by participants in PCR Clin 2013 (NB: where participants used the same words to describe their sample preparation methods,  these were merged into one and the number (n) of citations is indicated. However, some participants cited methods which are evidently the same, but expressed in different ways. In these cases they have been included as stated by the individual. Consideration should therefore be given to the fact that many participants have indicated the same methods,  but in slightly different ways].    10.3 Discussion 10.4 Opportunity  

11. Therapeutic Areas                104  11.1 This Chapter 11.2 Therapeutic Area  Figure 11.1 Top therapeutic areas associated with the use of PCR in screening and diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 11.1 Therapeutic areas associated with the use of PCR in screening and diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  11.3 Other areas 11.4 Discussion 11.5 Opportunities  

12. Disease Biomarkers                109            12.1 This Chapter 12.2 Biomarker Types  Figure 12.1 Biomarker types investigated using PCR for screening and diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 12.1 Biomarker types investigated using PCR for screening and diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Figure 12.2 Biomarker clinical utilities in screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  11 

Table 12.2 Biomarker clinical utilities in screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 12.3 Specific biomarkers identified in screening and diagnostics, indicated by individuals who participated in PCR Clin 2013  12.3 Discussion and Opportunities 12.4 Opportunities  

13. Software                  117            13.1 This Chapter 13.2 Software  Figure 12.2 Top types of software used in the conduct of PCR, reported by individuals who participated in PCR 2012  Figure 13.1 Types of software used in the conduct of PCR, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  13.3 Discussion 13.4 Opportunity  

14. Innovation                  122            14.1 This Chapter 14.2 Need for Future Innovation  Figure 14.1 Areas of greatest future innovation need in the PCR field, PCR, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 14.1 Areas of greatest future innovation need in the PCR field, PCR, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013  Table 14.2 recent innovations that have proved important in their own field of PCR, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013    14.3 Discussion  

15. Consumables                  127            15.1 This Chapter 15.2 Consumables     

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  12 

Table 15.1 PCR consumables reported by participants in PCR Clin 2013 (NB: where participants used the same words to describe their consumables, these were merged into one and the number (n) of citations is indicated. However, some participants cited consumables which are evidently the same, but expressed in different ways. In these cases they have been included as stated by the individual. Consideration should therefore be given to the fact that many participants have indicated the same consumable, but in slightly different ways].    15.3 Discussion 15.4 Opportunities  

16. Discussion                  140            16.1 Overview 16.2 Study Participants 16.3 PCR Techniques 16.4 PCR Applications 16.5 PCR Supplier Companies 16.6 Companies, Products, Strengths and Weaknesses 16.7 Expenditure and Budgets 16. 8 Purpose of PCR Use 16.9 Study Samples 16.10 Sample Preparation 16.11 Therapeutic Areas 16.12 Disease Biomarkers 16.13 Software 16.14 Innovation 16.15 Consumables    

               

PCR in Screening and Diagnostics 

 

          

Polymerase Chain Reaction in Screening and Diagnostics 

 

Market Developments, Growth  Areas and Opportunities 

  

1. Introduction                 

    

Copyright © Biopharm Reports  13 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  14 

1. Introduction  Between January and March 2013, Biopharm Reports carried out a market study of the use of PCR  in screening and diagnostics (hereafter referred to as PCR Clin 2013). The findings of this study from 173 PCR end‐users are presented in this report.  

 1.1 Study Areas  PCR Clin 2013 is an independent global study and investigated current and evolving markets in the PCR screening and diagnostics field. Focussed on individuals who use PCR for screening or diagnostic  purposes,  this  study  examined  current  and  future  (next  three  years)  end‐user practices,  including preferences,  techniques, applications, current and  future purchases  from suppliers, and other market areas.    This  study was  carried  out  to  assist  PCR  developers  and  vendors  to  better  understand  and support  current  and  evolving  needs  in  this  field,  and  to  help  scientists  compare  their  own practices with others, and gain insights into emerging technologies and applications.  This  PCR  study  was  designed  for  scientists  or  managers  who  use  PCR  in  their  everyday activities, but excluded PCR commercial developers and vendors (for the avoidance of bias).    

 1.2 Study Questions  Current  PCR  techniques:  Current  use  of  more  than  40  PCR  techniques  in  screening  or diagnostics by end‐users, each ranked according to their competitive position. PCR techniques considered  include  Allele  Specific  PCR,  Arbitrarily  Primed  PCR  (APPCR),  Assembly  PCR (Polymerase Cycling Assembly, PCA), Asymmetric PCR  (A PCR), Bead Emulsion Amplification PCR (BEA), Classical PCR, Colony PCR, Degenerate Oligonucleotide PCR (DOPPCR), Digital PCR (dPCR), Helicase Dependent Amplification  (HDA), Hot start PCR, Hyper PCR,  Immunocapture PCR,  In Silico PCR,  Inter Sequence Specific PCR  (ISSR),  Inverse PCR,  Ligation Mediated PCR, Long PCR, Loop Mediated  Isothermal Amplification  (LAMP), Methylation Specific PCR  (MSP), Miniprimer  PCR, Multiplex  Ligation  Dependent  Probe  Amplification  (MLPA), Multiplex  PCR, Nested  PCR,  Overlap  Extension  PCR  (  Splicing  by  overlap  extension,  SOE),  PANAC  (Single Reaction Real Time PCR), PCR array, PCR Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (PCR DGGE), PCR Restriction Fragment Length Polymorphism (PCRRFLP), Quantitative PCR (qPCR), Random Amplified  Polymorphic  DNA  (RAPD),  Rapid  Amplification  of  cDNA  ENDS  PCR  (RACE  PCR), Reverse Transcription PCR  (RTPCR), Single Molecule PCR, Single Specific Primer Polymerase, Chain  Reaction  (SSPPCR),  Solid  Phase  PCR,  Stem  loop  RT  PCR,  Stepdown  PCR,  Taqman, Temporal  Temperature  Gradient  Gel  Electrophoresis  (PCRTTGE),  Thermal  Asymmetric Interlaced PCR (TAILPCR), Touchdown PCR, Universal Fast Walking or other.   Future PCR techniques: Future anticipated use of more than 40 PCR techniques in screening or diagnostics by end‐users over the next three years, each ranked according to their competitive position.  PCR  techniques  considered  include  Allele  Specific  PCR,  Arbitrarily  Primed  PCR (APPCR), Assembly PCR (Polymerase Cycling Assembly, PCA), Asymmetric PCR (A PCR), Bead Emulsion Amplification PCR (BEA), Classical PCR, Colony PCR, Degenerate Oligonucleotide PCR 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  15 

(DOPPCR), Digital PCR (dPCR), Helicase Dependent Amplification (HDA), Hot start PCR, Hyper PCR,  Immunocapture  PCR,  In  Silico  PCR,  Inter  Sequence  Specific  PCR  (ISSR),  Inverse  PCR, Ligation  Mediated  PCR,  Long  PCR,  Loop  Mediated  Isothermal  Amplification  (LAMP), Methylation  Specific  PCR  (MSP),  Miniprimer  PCR,  Multiplex  Ligation  Dependent  Probe Amplification (MLPA), Multiplex PCR, Nested PCR, Overlap Extension PCR ( Splicing by overlap extension, SOE), PANAC (Single Reaction Real Time PCR), PCR array, PCR Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (PCR DGGE), PCR Restriction Fragment Length Polymorphism (PCRRFLP), Quantitative PCR (qPCR), Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD), Rapid Amplification of cDNA ENDS PCR (RACE PCR), Reverse Transcription PCR (RTPCR), Single Molecule PCR, Single Specific  Primer  Polymerase,  Chain  Reaction  (SSPPCR),  Solid  Phase  PCR,  Stem  loop  RT  PCR, Stepdown  PCR,  Taqman,  Temporal  Temperature  Gradient  Gel  Electrophoresis  (PCRTTGE), Thermal  Asymmetric  Interlaced  PCR  (TAILPCR),  Touchdown  PCR, Universal  Fast Walking  or 

other.   Current PCR applications: Current use of 15 PCR applications in screening or diagnostics by end‐users, each ranked according to their competitive position. Application considered were allele size detection for human ID STR typing, bacterial tipification (REPPCR),  cell‐free  DNA mutations,  cloning,  commensal  bacteria  detection  /  quantification, community  profiling,  detection  of  antimicrobial  resistance  genes,  detection  of  specific microbial 16S rRNA genes, diagnostics, drug treatment dosage prediction, drug treatment type prediction, fungal species detection, gene expression (mRNA), gene mutations and alterations, generating  genetic  probes,  genetic  mapping,  genetic  material  amplification,  sequencing, haplotypes,  immunocapture PCR mediated virion detection, microbial populations, MicroRNA quantification,  pathogen  detection/identification,  quantitative  analysis  of  gene  abundance, site‐directed mutagenesis, tissue typing or other. 

 Future PCR applications: Application considered were allele size detection  for human  ID STR typing, bacterial  tipification  (REPPCR),  cell‐free DNA mutations,  cloning,  commensal bacteria detection  /  quantification,  community  profiling,  detection  of  antimicrobial  resistance  genes, detection of specific microbial 16S rRNA genes, diagnostics, drug treatment dosage prediction, drug  treatment  type  prediction,  fungal  species  detection,  gene  expression  (mRNA),  gene mutations  and  alterations,  generating  genetic  probes,  genetic  mapping,  genetic  material amplification,  sequencing,  haplotypes,  immunocapture  PCR  mediated  virion  detection, microbial  populations,  MicroRNA  quantification,  pathogen  detection/identification, quantitative analysis of gene abundance, site‐directed mutagenesis, tissue typing or other. 

 Biomarker identity: The identities of the main biomarkers investigated using PCR.   Biomarker types: The main biomarker types  investigated using PCR,  including gene variations (mutations/polymorphisms),  DNA  methylation,  gene  copy  number,  gene  expression,  SNPs, mRNA, MicroRNA, alternative spliced variants or other.  

 Biomarker  utility:  The main  clinical  utilities  of  biomarkers  investigated  using  PCR,  including disease prognosis, disease  susceptibility or  risk, disease  stage or  severity, drug  type  therapy decision‐making, drug  type  therapy dose, drug discovery,  early detection of disease,  clinical trial endpoint, guiding treatment, response to therapy, safety or toxicity factors or other areas.   

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  16 

Current    company  suppliers:  End‐users’  preferred  current  company  suppliers  for  their  PCR, including  Abbott,  Agilent,  Applied  Biosystems,  Becton  Dickinson,  Bioline,  Biometra,  Biorad, Biotium, Biozyme, Cepheid, Eppendorf, ESCO, Euroclone, Eurogentec, Fermentas, Finnzymes, Fluidigm, GE Healthcare, Genework, Hain Life  sciences,  Idaho,  Integrated Data Technologies, Invitrogen, Kapa Biosystems, Life Technologies, Luminex, Machery Nagel, MJ Research, New England  BioLabs,  Perkin  Elmer,  Promega,  Qiagen,  Quanta  Bioscience,  Roche,  SensoQuest, Siemens, Sigma Genosys, Stratagene, Takara, Thermofisher or others.   Future company  suppliers: End‐user’s anticipated preferred company  suppliers  for  their PCR over  the  next  three  years,  including Abbott, Agilent, Applied Biosystems, Becton Dickinson, Bioline,  Biometra,  Biorad,  Biotium,  Biozyme,  Cepheid,  Eppendorf,  ESCO,  Euroclone, Eurogentec,  Fermentas,  Finnzymes,  Fluidigm,  GE  Healthcare,  Genework,  Hain  Life  sciences, Idaho, Integrated Data Technologies, Invitrogen, Kapa Biosystems, Life Technologies, Luminex, Machery Nagel, MJ Research, New England BioLabs, Perkin Elmer, Promega, Qiagen, Quanta Bioscience, Roche, SensoQuest, Siemens, Sigma Genosys, Stratagene, Takara, Thermofisher or others.   Preferred  instrument: End‐users preferred PCR  instrument  (from  their preferred  supplier)  in the PCR field.  Strengths: The strengths of end‐user’s preferred instrument in the PCR field. (How is it meeting their needs in this area?)  Weaknesses:  The weaknesses  of  end‐users  preferred  instrument  in  the  PCR  field  (how  is  it failing to meet their needs in this area).  Bioinformatics software: End‐users preferred bioinformatics software in the PCR field.  Required  innovations:  End‐users’  views  (rated  on  a  scale  of  1‐10)  on  the  PCR  areas where innovations  is most required.  Innovation areas considered were sample preparation, ancillary techniques, PCR (qualitative) selectivity, PCR (quantitative) sensitivity, PCR reproducibility, PCR qualitative/quantitative  capability,  PCR  robustness  (ruggedness),  detection  methods, automation,  speed  or  sample  throughput,  specialist  data  control  systems,  specialist bioinformatics systems or other.  Samples: End‐user’s main  samples analysed using PCR,  including animal  tissues,  cell  isolates, cells  cerebrospinal  fluid,  genetic  material,  human  tissues,  In‐vitro  biological  solutions, microbiological materials, plasma, saliva, serum, urine, whole blood or other.   Sample Preparation: End‐user’s preferred sample preparation technique.  Recent Innovation: End‐user’s views on the most important PCR innovations in their field over the last three years.  Financial Budget: End‐user’s annual financial budgets relating to their use of PCR  in screening and diagnostics.  Cost per sample: End‐users average costs per sample, using PCR in screening and diagnostics. 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  17 

Current  budget  breakdown:  End  user’s  current  budget  breakdown  for  the  use  of  PCR  in screening  and  diagnostics,  relating  to  reagents  and  consumables,  system  control  (data handling) software,  data analysis (offline) software, PCR instruments, sample preparation and related  instrumentation,  ancillary  systems/instrumentation,  general  overheads,  instrument servicing/repair, staff salaries and other areas.   Future budget breakdown: End user’s anticipated future budget breakdown for the use of PCR in  screening  and  diagnostics,  relating  to  reagents  and  consumables,  system  control  (data handling) software,  data analysis (offline) software, PCR instruments, sample preparation and related  instrumentation,  ancillary  systems/instrumentation,  general  overheads,  instrument servicing and repair, staff salaries and other areas.   Overall  budget:  End‐user’s  estimates  of  by  how much  they  anticipate  their  overall  annual financial budget for the use of PCR in screening and diagnostics will change, either increase or decrease, over the next three years.  Consumables:  End‐users  top  three  consumables  in  terms  of  overall  costs,  that  are  directly associated with their PCR work in screening and diagnostics.   PCR activities: End‐user’s PCR activities in screening and diagnostics, relating to the running of routine PCR tests for clinical decision‐making, the development or validation of PCR tests and the qualitative discovery of disease biomarkers using PCR.  Organisation types: Organisation types  in this study  included universities,   research Institutes, small  companies,  medium  sized  companies,  large  international  company,  clinics,  hospitals, government organisations, veterinary organisation and others.   Fields:  Fields  types  of  participants  in  this  study  included  biotechnology,  clinical,  hospital,  government,  healthcare,  pharmaceuticals,  research institute,  university or other.  Therapeutic areas: End‐users’ DNA sequencing activities  in terms of their general therapeutic area,  including  arthritis,  autoimmune  diseases,  done  metabolism,  cancer,  cardiovascular, central  nervous  system,  endocrine,  gastrointestinal,  genitourinary  system,  haematology, infections,  inflammation, metabolic disorders, musculoskeletal disorders, nutrition, obstetrics and gynaecology, ophthalmology, pain, respiratory, skin or other.   Purpose:  End‐users’  underlying  reasons  for  using  PCR  in  screening  or  diagnostics  across  12 areas, namely clinical research, routine diagnostics, routine screening, clinical trials, treatment decisions,  treatment  monitoring,  diagnostics  research,  disease  research,  drug  R&D,  drug targets, pathology, toxicology or other.  

      

PCR in Screening and Diagnostics 

 

          

Polymerase Chain Reaction in Screening and Diagnostics 

 

Market Developments, Growth  Areas and Opportunities 

  

2. Study Participants                 

    

Copyright © Biopharm Reports  18 

PCR in Screening and Diagnostics 

2.1 This Chapter   This chapter presents background  information relating to PCR end‐users, who participated  in PCR Clin 2013.    

2.2 Countries  Individuals  (n=173)  who  participated  in  PCR  Clin  2013  work  in  49  countries.  The  top  nine participating  countries were  USA,  Germany,  Italy,  Brazil,  Spain,  Switzerland,  UK,  China  and Denmark (See Figure 2.1).  

 Figure 2.1 Countries and numbers of  

individuals who participated in PCR Clin 2013 

Brazil: 4.6% Spain: 4.6 (5%)

Switzerland: 4.6%

USA: 11.0%

Germany: 8.1%

Italy: 7.5%

UK: 4.0%

China: 3.5%

Denmark: 3.5%

Other: 48.6%

Table 2.1 Countries and percentage of  individuals who participated in PCR Clin 2013 

 

Country %

USA 11.0

Germany 8.1

Italy 7.5

Brazil 4.6

Spain 4.6

  Copyright © Biopharm Reports 

19 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  20 

… Continued Table 2.1 Countries and percentage of  individuals who participated in PCR Clin 2013 

 

Country %

Switzerland 4.6

UK 4.0

China 3.5

Denmark 3.5

Sweden 3.5

Australia 2.9

France 2.3

Greece 2.3

India 2.3

Argentina 1.7

Czech Republic 1.7

Finland 1.7

Morocco 1.7

Pakistan 1.7

Poland 1.7

Portugal 1.7

Slovenia 1.7

Belgium 1.2

Canada 1.2

Egypt 1.2

Hungary 1.2

Japan 1.2

Mexico 1.2

Netherlands 1.2

Romania 1.2

Serbia 1.2

Venezuela 1.2

Austria 0.6

Benin 0.6

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  21 

… Continued Table 2.1 Countries and percentage of  individuals who participated in PCR Clin 2013 

 

Country %

Cameroon 0.6

Chile 0.6

Côte d'Ivoire 0.6

France - Reunion Island

0.6

Hong Kong 0.6

Iran 0.6

Iraq 0.6

Israel 0.6

Kazakhstan 0.6

Malaysia 0.6

Nigeria 0.6

Russia 0.6

South Africa 0.6

Trinidad and Tobago 0.6

Tunisia 0.6

 2.3 Regions  Regionally,  Europe  and North  America were  the  greatest  participants  in  PCR  Clin  2013  and together represented more than two thirds of participants (see Figure 2.2).  

           

PCR in Screening and Diagnostics 

Figure 2.2 Global regions of individuals  who participated in PCR Clin 2013 

 

Other: 23%

Europe: 56%

North America: 12%

South America: 9%

 2.4 PCR Activities of Participants  Participants  in  PCR  Clin  2013  indicated  three  general  areas  of  activity  in  the  use  of  PCR  in screening  and  diagnostics,  namely  the  conduct  of  routine  tests,  the  development  and validation of PCR tests and the use of PCR  in qualitative studies. Together, these three areas represented over 70% of the activities  in this area. Notably, almost half of these activities are associated with the development and validation of these tests (see Figure 2.3).   

                   

Copyright © Biopharm Reports  22 

PCR in Screening and Diagnostics 

Figure 2.3 PCR activities of individuals  who participated in PCR Clin 2013 

PCR tests: 26% Development or Validation: 31%

Qualitative discovery: 20%

Copyright © Biopharm Reports  23 

  2.5 Organisation  In  this  study, almost 90% of participants  in PCR Clin 2013 are employed by  four organisation types,  namely  universities,  research  institutes,  Government  organisations  and  hospitals  or clinics (see Figure 2.4).  

Figure 2.4 Organisation types of  individuals who participated in PCR Clin 2013 

Other: 23%

University: 51%

Research Institute: 17%

Other: 5% Large Companies: 1%

       

  

Government: 10%Hospital / Clinics: 11%

Small Companies: 3% Veterinary Organisation: 2%

PCR in Screening and Diagnostics 

2.6 Fields  PCR Clin 2013 end‐users reported that they worked  in 8 fields, of which universities, research institutes, clinics and hospitals were the largest groups. (see Figure 2.5)  

 Figure 2.5 Fields of individuals  

who participated in PCR Clin 2013. 

University: 29%

Research Institute: 29%

Pharmaceuticals: 2%

Government: 5%

Copyright © Biopharm Reports  24 

 2.7 Participants 

 

All  individuals  (n  =  173) who participated  in PCR Clin  2013 use PCR directly  in  screening  and diagnostics in their own laboratory or are closely associated with the use of this technique (e.g. as a laboratory supervisor or manager). More than 90% of the participants hold senior positions as scientists or managers, relating to PCR methods used in screening and diagnostics (see Table 2.2). 

             

   

 

Clinical: 12%

Hospital: 11%

Healthcare: 7% Biotechnology: 5%

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  25 

2.8 Discussion  

This global PCR study involved the participation of a substantial number of PCR end‐users and its  findings  relating  to  the  use  of  this  technique  in  screening  and  diagnostics  provide  both depth and breadth of technical and market‐related findings relevant to developers and vendors in this field.   Based on the (conservative) assumption that participants’ experience  in the use of PCR range from  3  to  5  years,  it  is  calculated  that  the  findings  of  this  study  are  based  on  500  to  800 combined years of knowledge and experience of this technique.    The professional positions of participants underline  the depth of experience brought  to  this market study and these positions include medical doctor, professor, assistant professor, post‐doctoral  researcher,  Ph.D  student,  research  fellow,  managing  director,  senior  scientist, departmental head and other similar positions.  

            

               

PCR in Screening and Diagnostics 

 

          

Polymerase Chain Reaction in Screening and Diagnostics 

 

Market Developments, Growth  Areas and Opportunities 

  

3. PCR Techniques                 

    

Copyright © Biopharm Reports  26 

PCR in Screening and Diagnostics 

3.1 This Chapter  This chapter presents findings on the current use of specific PCR techniques  in screening and diagnostics,  reported  by  individuals  who  participated  in  PCR  Clin  2013.    Findings  are  also presented on the anticipated use of specific PCR techniques in screening and diagnostics over the next three years (2013 – 2016). 

 3.2 Current PCR Techniques  Participants  in PCR Clin 2013  reported on  the current use  (or non‐use) of more  than 50 PCR techniques  for  screening  and  diagnostics,  of  which  the  top  five  are  indicated  below. Collectively, these five techniques represent three quarters of currently used PCR techniques for screening and diagnostic applications. See Figure 3.1 and Table 3.1 

Edited (27.2%) 

Edited (18.5%) 

Edited (12.7%) 

Edited (9.2%) 

Edited (7.5%)  

Figure 3.1 Top currently used PCR techniques (%) in screening and  diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013 

30

0

10

20

Copyright © Biopharm Reports  27 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  28 

Table 3.1 Currently used PCR techniques (%) in screening and  diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013 

PCR Technique %

27.2

18.5

12.7

9.2

7.5

Hot start PCR 6.9

2.9

2.3

2.3

1.2

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  29 

… Continued Table 3.1 Currently used PCR techniques (%) in screening and  diagnostics, reported by individuals who participated in PCR Clin 2013 

 

PCR Technique %

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Other 5.8

 3.3 Future PCR Techniques  During  the  conduct  of  PCR  Clin  2013,  participants  also  reported  on  their  anticipated  use  of specific PCR techniques for screening and diagnostics over the next three years. The findings to this question  are presented  in  Figure  3.2  and  Table  3.2 Of  the PCR  techniques,  the  top  five indicated by participants are shown below.  Collectively, these five techniques represent 63% of those cited.  

Edited (24.3%) 

Edited (18.5%) 

Edited (8.1%) 

Edited (6.9%) 

Edited (5.2%) 

  

PCR in Screening and Diagnostics 

Figure 3.2 PCR techniques that PCR Clin 2013 participants indicate they  will be using over the next three years (2013 – 2016) in screening and diagnostics 

 30

20

10

0

Table 3.2 PCR techniques that PCR Clin 2013 participants indicate they  will be using over the next three years (2013 – 2016) in screening and diagnostics 

 

PCR Technique %

24.3

18.5

8.1

6.9

5.2

PCR array 4.6

4.0

2.3

1.7

1.7

1.7

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

1.2

Copyright © Biopharm Reports  30 

PCR in Screening and Diagnostics 

Copyright © Biopharm Reports  31 

… Continued Table 3.2 PCR techniques that PCR Clin 2013 participants indicate they  will be using over the next three years (2013 – 2016) in screening and diagnostics 

 

PCR Technique %

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

0.0

Other 11.0