医学院校电镜平台建设相关问题探讨

□ 谢作良 XIE Zuo-liang 刘晓明 LIU Xiao-ming 李超 Li Chao 林振坤 LIN Zhen-kun

Electron microscope is an indispensable large-scale equipment in the field of medical biology research, and it is the basic means and important condition guarantee for scientific research. The construction of electron microscope platform in medical colleges has far-reaching significance for medical biology research. Medical colleges and universities should strengthen the construction of electron microscope platform, strengthen the maintenance of electron microscope equipment and resource sharing, and also pay attention to the cultivation of electron microscope technicians' practical ability, thinking and exploration ability, adaptability and innovative practice ability, so as to improve the technical service level of electron microscope technicians.

随着实验技术及科研水平的飞速发展，国内外医学院校不断加大对实验室平台建设力度，确保高精尖硬件条件及软件条件能满足医学生物领域科研所需，从而吸引国内外高层次人才及享誉医学领域高精尖人才的加盟，进而推动国内医学快速发展，为人民健康保驾护航。

电子显微镜(简称“电镜”)技术已成为医学生物学领域研究中不可或缺的科研设备，是进行医学实验、教学和从事高精尖生物医学科研工作必不可少的研究手段和重要保障[1]，也是发现结构生物学自然演变规律和实施医学生物科学研究的技术基础，尤其在临床诊断、医学研究方面的应用受到广泛关注。为解决医学科研中“卡脖子”及“瓶颈性”研究问题，提升科研水平，国内各医学院校纷纷开始建设电镜平台中心，并取得了良好的科研成效。本文对目前国内医学院校电镜平台建设情况及存在问题进行探讨，以期为医学院校电镜平台建设与合理使用提供参考。

电镜技术发展及其在医学研究中的应用

20 世纪电镜的发明，极大地促进了医学研究从宏观领域向微观领域发展，先后揭示了细菌、病毒和动植物细胞等亚显微生物体的结构奥妙。经过50 多年的发展，电镜已成为现代科学研究中不可缺少的重要工具，是科研工作者从事生物结构科研工作不可缺少的工具。电镜技术建立在光学显微镜的基础上，其分辨率可达到0.2nm，远超传统光学显微镜的分辨范围，可以在纳米乃至原子级别上研究物质内在及表面的结构，各物质之间的物理及化学成分之间的相互作用，极大地加深了科研工作者对物质结构性能关系从抽象化到形象化的理解，弥补了光学显微镜的局限性，推进了各学科、各领域的快速发展，尤其对生命科学、物理、化学、材料等相关领域的研究起到了显著推动作用[2]。

随着分子生物学、基础医学、临床医学等研究领域的深入研究及探索，原有的光学设备及实验技术已经无法满足生物医学更深层次的研究需要，特别是对超微生物结构的研究。因此引入电镜技术对微生物及医学样品内部超微结构、表面形貌、元素成分及分子结构进行研究，并揭示其与功能关系显得尤为重要[3]。随着电镜技术的广泛应用，其在结构分子生物医学研究、临床诊断等多学科和交叉学科中的应用越来越重要，更具有独特的研究与诊断价值，已成为医学领域科研工作不可或缺的科研、诊疗设备。查阅国内外文献，可以发现利用电镜技术开展的医学相关研究不断地揭示生命现象自然演变的复杂本质及规律，电镜采集的数据和图片也成为生命科学、医学领域顶级期刊研究论文有力佐证，电镜技术已成为医学、生物学研究领域不可缺少的研究设备。

2017 年的诺贝尔化学奖授予了瑞士、美国和英国的三位科学家，以表彰他们在冷冻显微技术领域的贡献。在颁奖会上一位评选委员指出：“科学发现往往建立在对肉眼看不见的微观世界进行成功显像的基础之上，但是在很长时间里，已有的显微技术无法充分展示分子生命周期全过程，在生物化学图谱上留下很多空白，而低温冷冻电子显微镜将生物化学带入了一个新时代”。现代医学研究快速发展的今天，电镜技术在医学领域的应用日益广泛，不仅极大地推进了医学科研的快速发展，也提高了临床诊断的准确性，为疾病预防、诊断和治疗提供了有效手段。

电镜平台建设策略与资源共享

目前，电镜已成为医学研究和临床诊断中极为重要的工具，对活检组织、肿瘤及血液细胞等临床采集的生物材料进行电镜病理诊断已成为一些疾病诊断的“金标准”和最终诊断依据[4-6]。随着科技的发展，市场上出现了各种类型及不同功能的电镜，如扫描电镜、场发射透射电镜、低温冷冻电镜、原子力电镜等，可用于不同目的的医学研究和临床应用，多种类型电镜共用并形成电镜科研平台有利于提升医学科研机构整体研究实力。然而，电镜价格昂贵，医学院校大型科研设备的购置预算有限，加之电镜人才缺乏，限制了其构建完整电镜平台的能力。为避免医学院校分散购置电镜资源浪费，整合大型科研设备资源，实现不同类型电镜资源共享，提高高精尖大型科研设备的使用率与产出率，科技部《关于推动大型科学仪器资源共享工作情况报告》中要求资源的合理配置、充分利用及创建开放式实验室平台，确保科研设备的最大使用效益，提高其使用率、完好率，不断实现人、财、物和技术的协调统一。

为使电镜资源共享、达到最大化利用，国内各大医学院校在电镜平台建设时要考虑资源共享，实现电镜资源信息化和网络化，具体建议如下[7-11]：(1)医学院校建立电镜平台网络信息交流与预约使用平台，并在信息平台上标注电镜型号、规格、管理人员及开放时间等信息，以便利电镜开放共享，促进电镜充分发挥效用。(2)医学院校电镜平台中心要强化电镜从业者专业培训，建立激励与监督管理机制，确保电镜从业者能够以专业水准提供服务。相关部门要制定医学院校电镜使用质控与考核机制，确保电镜达到使用标准。(3)制定相关政策鼓励医学院校提供电镜共享服务，同时鼓励使用单位优先考虑使用已有电镜资源。(4)国家出台政策鼓励企业和社会力量以多种方式参与医学院校电镜平台建设及开放共享计划，进一步促进电镜使用的社会化。

电镜技术人才培养对医学院校电镜平台建设的作用

随着国内外科学技术不断发展，医学院校科研水平不断提升，各种先进的分析仪器设备逐步投入科研工作，电镜技术也日趋成熟并得以广泛应用，对电镜人才的需求也越来越大。电镜设备对操作人员具有极高要求，电镜从业人员要满足以下几个方面才能促进医学院校电镜中心长期稳定发展：(1)电镜从业人员需要热爱电镜工作，对待工作认真负责。(2)电镜从业人员需要不断学习电镜发展新理论、新知识、新的发展趋势，要具备良好的电镜专业理论知识，要深度了解和精通各类生物图谱形态及构造，如要加强对细菌、病毒以及动植物细胞的亚显微、显微及超微结构及形态学改变的分辨能力。(3)精通掌握各类型电镜每个环节的操作使用流程及管理、维修和保养能力，并且电镜技术人才要有极强的科研实战能力。(4)电镜人才要工作积极上进，同时要具备较强的钻研实践能力及沟通能力，要兼备不同学科领域间的科研团队协作精神，不断接受电镜技术新变革及新发展，从而推动电镜在医学科研领域中的高效应用。

通过调研发现，目前医学院校极其缺乏专业的电镜操作与维护人才，导致电镜设备无法充分发挥其作用。与国际同行相比，我国在电镜领域应用时间较短，但发展迅速，人才短缺依然是制约我国开展电镜相关研究的短板。目前国内开设电子光学课程的学校较少，能够讲好电子光学这门课的老师也不多，能带好电子光学研究生的合格教授更是寥寥无几。电镜的使用与维修人员除了要掌握电子光学相关技术之外，还要掌握普通光学、电磁学、阴极电子学、真空技术以及电子线路、自动控制等相关的学科和技术，因此培养高水平电镜使用和维护人才是当务之急。

电镜使用人才的培养需要经过样品制备到控制电镜采样条件，到图像处理等培养过程。建议电镜人才培养具体举措如下：(1)国家的主管部门应制定激励政策鼓励科研工作者和有实力、有担当、有创新精神的企业家积极参与电镜研发与生产，并为国产电镜研发与生产创造条件。(2)鼓励医学院校购买国产电镜，加强电镜售后服务及技术指导，从而增强用户使用国产电镜的决心和信心。(3)电镜作为医学院校的优势资源，是高水平科研工作的有力保障，也是培养创新型人才的重要途径。国家要对培养电镜人才的学校给予扶持，加强电镜教师队伍建设、更新教学理念、优化教学内容及突出对电镜人才实践培养，加强电镜学习者和从业者对应用电镜技术开展科研工作的创新能动性，更好地服务于医学院校电镜平台。(4)医学院校需要为电镜人才提供与之相匹配的待遇和管理机制，为其提供职业上升空间。(5)国家制定政策鼓励国外从事电镜关键技术及人才培养的人才回国工作。

综上所述，医学院校要加大电镜平台建设力度，加强电镜设备维护及资源共享，有效推动电镜在医学生物学领域中的发展。同时各大医学院校电镜平台中心也要注重对电镜技术人员动手能力、思考探索能力、应变能力和创新实践能力的培养[12-13]，不断提升电镜技术人员的技术及服务水平，进一步推动电镜及相关科研工作的发展。