齐晓岚,张 婷,洪 伟,谢 渊,何 燕,沈祥春,2
(1.地方病与少数民族疾病教育部重点实验室(贵州医科大学)贵州省医学分子生物学重点实验室,贵州 贵阳 550004;2.贵州医科大学药学院,贵州 贵阳 550004)
精准医学是随着基因组测序技术快速进步,以及生物信息和大数据科学的交叉应用而发展起来的突出个体化诊疗的新型医学理念与医疗模式[1]。精准医学整合大规模组学数据和临床医学信息,在临床医学研究具有重要作用,有助于建立基于分子表型的疾病新分类系统[2]。另外在疾病靶向治疗的研究中,精准医学也发挥出越来越重要的作用,通过分子生物学技术,筛选出疾病特异性遗传学靶点,针对靶点选择有效的治疗方案可为患者提供更为安全有效的治疗,通常针对疾病的治疗靶点是信号转导或转录活化的关键分子等[3]。
分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学,是现代生物领域里最具活力的科学 之一[4]。分子生物学技术作为生命科学领域及相关学科研究中的主要手段和方法,发展非常迅速,在生物学领域具有一定的主导作用[5]。作为地方医学院校,根本任务是培养未来的医学工作者,而医药卫生事业的发展要求当今医学科学工作者应当掌握分子生物学相关知识。精准医学的实施必然需要以分子生物学相关理论及技术为基础, 因此,作为一所地方高校,基于本科、硕士、博士不同培养层次的需求,在精准医学背景下针对医学分子生物学课程的改革显得尤为重要。
目前,医学分子生物学课在普通医学院校的医学类专业本科阶段的独立开课率并不是很高,各专业多在《生物化学与分子生物学》最后部分有简单基础知识的介绍。在这样的培养方式下,普通医学院校医学本科生的分子生物学知识通常较为薄弱,不够系统扎实,且没有基本的分子生物学实验技术操作训练。这必将导致了他们在进入研究生阶段的学习时,面对内容抽象、体系庞杂的分子生物学知识时如临大敌。另外,分子生物学也生命科学领域发展迅猛的前沿学科之一,课程内容更新不足,实验课程体系体现科研工作不足也是暨待解决的问题。
作为精准医学重要的基础学科之一[6],如何提高学生分子生物学理论知识的掌握程度、实践技能的熟练程度、科研创新思维与创新能力的水平,对于分子生物学课程的教学也提出了更高的要求。
2.1 加强基础知识教育教学模式 医学院校培养的不仅是未来的临床医生,还是基础及临床医学研究领域的研究人才,主要都是为医学服务。但是这些人员分子生物学背景知识的不足,基因背景知识的限制,对相关疾病的预防、诊断或治疗方式理解及应用不足,明显限制了分子生物学与精准医学的整合。因此,医学生必须掌握分子生物学理论知识及技术体系,更好的为其以后的临床工作及科研工作打下坚实基础。如精准预防、精准诊断、精准治疗等是精准医学研究的核心内容,这些目标的达到离不开分子生物学知识及其技术,尤其是采用分子生物学技术对基因、蛋白的组学研究、对细胞信号转导通路、癌基因的分析等。人类基因组计划的重要意义在于可以通过基因测序评估遗传背景,提出疾病患病的危险性及疾病的诊断,从而有针对性的开展疾病的预防,同时遗传背景的不同,对不同治疗方法的敏感性也会存在很大的差别,基于遗传背景不同选择有效的治疗方法也越来越多的应用于临床疾病治疗中[7]。
2.2 强化以问题为导向的教学模式 分子生物学理论知识内容体系庞杂,专业词汇多,内容抽象,教师若按常规教学方法会导致学生学习过程困难,降低对该门课程学习的积极性,难以达到良好的教学效果。而对于医学本科、硕士及博士生来说,这门课程在其临床及科学研究中都起着基础的支撑作用。为此,我们引入以问题为导向的教学模式。如在细胞增生与凋亡这一章节理论课的授课中,课前会向学生提出哪些疾病与细胞增生与凋亡有关?可能的机制是什么?怎样在机制中找到疾病的可能的精准治疗靶点?如何设计课题探讨这些机制靶点在疾病发生发展中的作用等。学生带着问题学习,充分发挥其主观能动性。在重组DNA 技术实验课的授课中,教师也会就重组DNA技术分、切、接、转、筛、表的每一个实验步骤原理提出问题,如分别获取目的基因和载体部分,提出目的基因是什么?选择目的基因的依据是什么?基于研究的目的如何选择载体?整个实验技术过程环环相扣,授课过程既让学生系统地学习了分子生物学的基础理论和实验技能,又能以问题为导向,启迪思维,结合科研实例,更好的理解和掌握研究方法,为学生进一步探讨分子生物学知识并应用于科学研究奠定基础。课后要求学生以其临床科研需求为目的,选择其感兴趣的科学问题,结合精准医学研究完成综述,既培养了学生自主学习、独立思考的能力,又达到为其临床及科研工作打下坚实基础的目的。
2.3 重视引入临床案例教学模式 在精准医学高速发展这样一个背景下,医学分子生物学教学亟需开展以临床案例讨论为主的教学模式。这就要求授课教师充分备课,掌握多方面的知识,提炼出和医学分子生物学知识点密切相关的临床案例,组织学生以小组的形式,围绕案例进行充分深入的讨论,以达到提高医学生分析问题、解决问题的能力。如临床上肿瘤是一种常见多基因疾病,不同个体的基因型不同,导致同一种治疗方法对不同分子亚型的肿瘤治疗效果不同,影响治疗效果[8]。在授课过程中中教师提出此问题,引导学生从基因改变的问题出发展开讨论,明确基因突变在肿瘤发生发展中的作用,并进一步通过讨论引出治疗方法选择依据。可进一步提出采用基因检测这一精准医学的核心技术发现基因改变,通过对患者肿瘤细胞进行深度基因组测序(转录组分析、蛋白组学等组学分析方法),对结果进行生物信息学分析,预测不同个体对不同治疗方法的可能反应,选择最优治疗方法。基于此,本门课程也适当增加了生物信息学分析章节的授课内容,使学生了解并学会使用这些专业生物信息学数据分析软件资源和网站,结合课题,利用网站资源进行临床疾病基因数据分析,提高学生数据分析能力及科研创新思维能力。
2.4 辅以专家课堂授课等教学模式 在当下精准医学高度发展的态势下,医学分子生物学的教学应紧密结合精准医学,培养出具有基础医学知识扎实、创新思维能力强、掌握实用实践技能的医学生。因此,面对这样的新形势以及精准医学及分子生物学知识的快速更新,授课教师必须紧跟前沿,不断提高科研水平,将科研工作中的创新性发现用于医学分子生物学的授课中。同时可实时邀请专家进课堂,开展有关前沿知识和技术等的授课、讲座、培训等,为学生了解科研前沿动态提供有效途径。
在精准医学背景下,医学分子生物学的课程教学应紧跟学科发展步伐,适应精准医学时代医学分子生物学快速发展的要求,积极探索实施蕴含精准医学理念的、非灌输式讲课为主的教学模式,使医学生掌握医学分子生物学的基础知识,了解最新发展,提高其创新思维能力、科研能力和水平,为其将来从事临床及科研工作打下良好的基础,培养出大量适应未来新型精准医疗模式的优秀人才。