精准医学时代病理学本科教学模式的探索与思考

齐 妍 ，邹 泓 ，王 宁 ，胡建明 ，王良海 ，李 曼 ，孟 莲 ，庞丽娟 *

（1.石河子大学医学院，新疆 石河子 832000；2.石河子大学医学院第一附属医院，新疆 石河子 832008）

病理学是连接基础医学与临床医学的桥梁学科，内容包括各大系统疾病的病因、发病机制、病理学变化、临床病理联系及预后，既是基础学科，也是一门实践性很强的临床学科。随着医学知识和技术的日新月异，精准医学概念被提出，推动了新兴学科的发展，如医学分子生物学、细胞生物学及其相关的各交叉学科，病理学也派生出一些新的分支学科，如临床肿瘤学、分子诊断病理学、肿瘤病理学等，这些新兴学科均是在基础病理和临床病理诊断及临床治疗技术快速发展的基础上应运而生的。因此，精准医学理念一经提出，便在病理学教学、临床病理诊断中得到了大力推广。

1 精准医学对医学教育的作用及意义

首次提出精准医学概念的是奥巴马，美国人类基因组计划的首席科学家弗兰西斯·柯林斯[1]在《新英格兰医学杂志》上提出“精准医学是在疾病预防和治疗过程中充分考虑个体差异的个体化医疗策略”。这一概念一经提出便引起了全球医学界的高度关注。精准医学的根本就是借助各种新型医学分子生物学技术，对不同疾病的大样本数据进行比对和分析，从而鉴别不同疾病所特有的关键性靶向标记物，为临床寻找有效的治疗靶点，提高疾病诊断、预防和治疗水平[2]。对于我国的精准治疗，则应结合我国现有国情和传统医学特点，既要深入研究疾病发生、发展的分子生物学特征，也要安全、有效地实现个人和社会效益最大化[3]。

国内外关于精准医学的理念都是建立在分子生物学诊疗手段基础上的，这就要求医生针对每例患者的不同疾病特征，利用现代分子遗传技术、医学生物信息技术等，并结合患者生活环境和临床数据，实现精准的疾病分类与诊断，精准地制订个性化疾病预防和治疗方案。而这对临床医生提出了更高要求，要求其不仅熟悉自身专业相关知识和技能，还要掌握疾病的病因、发生机制、影像学变化，甚至相关分子生物学等知识[4]。因此，精准医学需要医生掌握全面且深入的学科知识及学科新进展，尤其是不同疾病的最新治疗靶点。而如何使精准医学基础研究成果服务于临床实践，培养精准医学时代需要的高质量、高素养医学生，是高校医学教育者需要思考的问题。

2 以病理学科发展为背景，引导学生树立精准医学理念

精准医学日新月异的发展，凸显了基础医学研究成果与临床结合的重要性，极大地影响着医学教育教学目的、定位、内容、思路和方法[5]。病理学作为连接基础医学和临床医学的桥梁学科，恰巧与精准医学发展模式相吻合，根据精准医学理念和精髓，病理学本科教学模式必须进行相应调整和改革，从而培养具有精准医学理念、科研潜力、创新意识及基础扎实的医学生，推动学科发展，提升医学生医疗水平[6]。

2.1 将精准医学理念引入病理学课堂

在医学本科生培养过程中，病理学与各学科有着密切联系。学生通过认识不同疾病基本病变，掌握相关分子病理学知识，为今后的实践打下扎实的基础，培养案例分析能力、科研思维等综合素质。教师要根据精准医学理念，改进病理学教学方法，完善教学内容。在教学过程中发现，有些临床医学专业学生对病理学课程重视不够，认为该课程知识对临床工作意义不大，这给病理学教学带来了很大的困扰。精准医学理念能较好地解释基础学科和临床学科的紧密联系，因此，教师可将精准医学精髓引入课堂，让医学生认识到所学病理学知识的重要性。

首先必须让学生了解精准医学的概念，认识到疾病的诊治和临床用药均需要依赖分子生物学数据的支持与分子病理检测，不同疾病涉及不同DNA序列、蛋白表达、mRNA检测等，认识到本科阶段所学的生物化学、遗传学、生理学、病理生理学、病理学等基础知识能为其今后更好地开展临床工作奠定基础。针对病理学学科特色，教师应在总论教学中引入精准医学理念和内容，系统讲解相关知识，让医学生在学习病理学的过程中逐渐对精准医学有基本的印象；在后续各章节教学过程中引入精准医学背景下的临床实例，让医学生认识到精准医学的重要性。针对各章节所展示的疾病，不仅要强调传统的组织形态学特征，还要引入临床流行病学数据分析、细胞病理、免疫组织化学和现代分子生物学技术等，让学生认识到这些先进的医学分子生物学技术在医学领域所发挥的重要作用，而这正是精准医学的支撑技术。

2.2 将精准医学案例和临床分子检测手段引入课堂

目前病理学教学中常用的教学方法为PBL教学法、案例法等，近几年，高校不同程度地推行三明治教学、微课、慕课及混合式教学改革，而这些改革涉及较多的是改变教学方法和教学形式，很多地方仍旧摆脱不了传统教学的影响，甚至一些教师的教学思维和理念仍停留在传统教学模式。基于精准医学理念，可以通过微观的分子生物学本质，引导学生思考宏观的临床病理问题，根据疾病的不同阶段和不同程度将其进行分类，实现对疾病的精确诊断、分类、分期和治疗评估，最终获得良好的治疗效果。精准医学背景下，需要重新思考病理学教学目的、教学内容、教学思路和教学方法，将基础医学、临床病理与分子医学技术（如全基因组测序、生物芯片技术、质谱分析技术、3D技术等）结合在一起。在理论和实践教学过程中，将这些分子生物学相关技术应用于解决临床疑难杂症问题的实例教学中，通过不同教学手段，展示分子生物学技术在临床医疗中的作用和意义，吸引学生注意力，开阔学生视野，培养其思维和创新能力，提高教学质量。

以3D打印技术教学为例，3D打印技术最早被应用于牙科，利用3D打印技术可快速制作出人体器官模型。比如Morriston医院烧伤与整形科医生与工程师、科学家联手研发生物3D打印机，利用患者自身细胞3D打印软骨，并将其用于移植或者塑形手术，这个技术为先天性耳鼻畸形或者耳鼻恶性肿瘤患者带来了福音，且有望于3～4年内在临床得到实际应用[7]。Lee等[8]开发了一种用于3D细胞打印的肝细胞外基质（dECM）生物墨水，并对其特性进行了评估。肝细胞外基质生物墨水保留了肝脏的主要ECM成分，而细胞成分被有效地移除，这进一步显示了3D细胞打印的特性，肝细胞外基质生物墨水被发现有诱导干细胞分化并增强肝细胞功能的作用。结果表明，肝细胞外基质生物墨水是一种有发展前景的三维细胞打印肝脏组织工程[8]。通过了解这些医学科技进展，让学生认识到3D打印技术可以直观地实现相应器官的解剖结构再现，在术前可以让患者多角度、真实地看到可能的手术效果，医生也可以精确地指定手术方案，甚至反复进行手术演练，使患者获益。学生要想掌握这些技术，就必须具备丰富的基础知识，包括解剖学、病理生理学、病理学、组织形态学等学科知识，只有掌握相关学科知识，才懂得如何利用这些医学技术，如何有效应用交叉学科知识。

3 遵循临床与科研并重的教学理念

医学生除掌握临床操作技能外，还需了解测序技术、表观遗传学、蛋白质修饰等技术手段，而这也正是精准医学对人才的要求。精准医学是一个多学科融合的结晶，而病理学作为连接基础和临床医学的桥梁学科，恰恰与精准医学特点相吻合。病理学教师肩负的责任重大，在设计课程内容时，既要关注基础医学（分子生物学、遗传学、细胞生物学、基础病理学等）内容，也要涵盖临床医学（内科、外科、妇产科、儿科、检验科等临床相关学科）的实际案例，同时还需要利用医学分子生物学技术[9]。因此，在本科教学中，要遵循临床与科研并重的教学理念，注重培养医学生科研意识。

3.1 注重科研思维培养

在本科教学中，要注重医学生科研思维培养，鼓励医学生密切关注医学领域进展，查阅相关文献，积极参与科研工作。理论教学中，除了注重病理学基本病理变化知识讲解外，还要针对不同章节将相关病理变化和最新分子发生机制、检测手段及可能存在的分子靶标等结合起来，挖掘医学生科研潜能，将临床和科研相结合。实验教学中，注重医学生科研思维与理论联系实际能力培养，开展临床病理讨论（Clinical Pathological Conference，CPC），让学生思考典型病例（尤其是与现代医疗技术相关的病例），翻阅相关文献，对教师所提出的问题进行解答，同时提出自己的见解，这个过程可以充分调动学生学习积极性，提高独立思考能力。采用以问题为导向的PBL教学法，引导学生通过网络平台或者外文文献学习，寻找切实可行的解决方案。调研发现，大多数学生课外愿意参加各种形式的科研活动。可以为学生设立科研平台，鼓励学生以多种形式参与科研实践，比如以教师带教为主的大学生创新研究项目或直接参与相关课题组的研究工作。学生也可以在教师指导下亲自主持一些简单易行的科研小课题，真正参与到科研工作中，亲自开展一些实验，比如临床样本的收集，DNA、RNA、蛋白等样本检测，数据分析等，从而切实体会到生物医学的奥妙，加深对精准医学的理解。针对有科研基础的学生，可以鼓励其与导师联合申报各类科研项目，发表一些科研论文，提高学生科研兴趣。

3.2 注重团队合作精神培养

在精准医学和个体化治疗时代，各科室之间需要协作，以解决个人临床思维能力有限等问题。面对复杂的疾病，仅依靠某专业医生的能力难以攻克，这就需要不同学科和专业领域医生集中在一起对病情进行分析，使病情诊治更加精准，这就是我们所说的专业团队。针对不同疾病，需要建立相关专业团队，以更好地实现精准医疗和个体化治疗。比如对于乳腺癌的治疗，需要乳腺外科医生、影像学医生、病理医生及放化疗医生共同商议，制订详细的治疗方案。要实现精准医学目标，需要基础与临床、学院与企业、政府及社会，跨地区、跨国界、跨领域合作。因此在教学过程中，要注重医学生团队合作精神培养。

3.3 将分子病理学引入本科教学

分子病理学涉及疾病发生过程中相关信号转导通路、分子机制等方面知识，医生可通过分子病理学，寻找各大疾病可能存在的特异性靶基因和靶向位点，预测其与临床疗效和预后评估的关系。比如，乳腺癌治疗中，针对Her-2基因扩增的检测，可以使用赫赛丁靶向药物治疗，提高患者生存率。对于居于各类恶性肿瘤之首的肺癌，临床中出现了多种分子靶向药物，如表皮生长因子受体（EGFR）抑制剂、肿瘤血管生成因子（VEGF）受体抑制剂等，其中靶向作用于EGFR酪氨酸激酶的小分子抑制剂及单克隆抗体与靶向作用于VEGF受体的单克隆抗体，已获批准用于临床治疗非小细胞肺癌。在临床用药之前需要进行相应分子病理靶向检测，这使肺癌治疗进入了一个新时代。

目前，分子病理检测已经成为不可或缺的临床病理检测手段，这也对病理学科的发展提出了更高要求，其必须适应现代医学发展和临床需求，针对不同临床要求开展不同分子病理检测项目。目前各大医院病理报告内容越来越详尽和精准，不仅包括基本的组织学诊断，还包括免疫组织化学检测结果与PCR、荧光原位杂交等分子检测结果，这既为临床提供了更精确、全面的信息，也为后续的分子靶向治疗提供了理论依据。学生通过学习分子病理学知识，激发对疾病尤其是疑难疾病的研讨热情。

4 总结

精准医学是随着基因组测序技术快速发展以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新的医学概念与医疗模式，是当代医学发展的趋势，对于攻克医学难题具有重大的战略意义[10]。在病理学本科教学过程中引入精准医学理念，可以推动学科发展，促进高质素复合型医学人才培养。