新药研发的跨学科知识和技能课程教学实践

高瑜,陈海军,江舟,余素红,贾力

1福州大学化学学院;2闽江学院 (福州 350116)

随着世界经济的发展,各国在大众健康上的投入逐年递增。国家卫健委发布的《2020年我国卫生健康事业发展统计公报》数据显示,2020年全国卫生总费用7.2万亿元,占我国GDP的7.12%。近两年来,新冠疫情的蔓延给世界经济带来重大影响,全球对创新药物和高层次医药学人才的需求激增,企业对新药研发投入不断增加,医药市场竞争愈加激烈。中国政府在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出“生物医药”是国家的战略性需求,关系国计民生。重大新药创制一直是我国“十一五”“十二五”和“十三五”发展计划的重点。在“中国药学事业发展大会”上,几十名院士提出“医药创新应坚持需求导向和问题导向,打破刚性学科界限,积极推动学科交叉融合”,以顺应“十四五”发展规划。因此,培养具有跨学科药学知识的高素质复合型创新药学人才刻不容缓。

1 研究生药学综合素质培养现状

近年来,中国医药行业快速增长,全国生物医药企业人才需求巨大,但是,具有本领域综合素质的人才极度缺乏[1]。国内生物医药领域人才培养与产业发展严重脱轨。高水平复合型创新人才短缺已经成为我国医药行业快速健康发展的重要制约因素之一,也是我国经济转型和产业结构升级进程中的巨大阻力[2-3]。新药研究与开发是一门综合性的学科,涵盖药物化学、药剂学、药理学、药物分析、药事管理与法规、临床药学、药代动力学、生药学等学科。因此,药学类专业(包括药学、中药、制药工程、生物制药、药物制剂等)研究生在必要的专业课学习之后,设置综合应用性的新药研发课程不可或缺[4]。目前各医药高校也普遍设置新药研发课程[5-6],但教学过程中存在不少问题。比如教材陈旧,严重落后于当前生物医药领域的发展现状,更不能前瞻性地满足这一领域的未来需求;教材偏基础知识,缺乏实际应用;教材偏单学科知识,未能跨学科地涵盖生物医药领域,综合性地盘活生物医药研发知识。教学方法也偏于单一,教师只注重知识点的讲授,缺少实践教学,学生积极性不高。另外,当前研究生培养主要以导师项目为导向,研究生在学习和研究过程中往往集中于某一个特定的课题,不利于拓宽视野,难以保证学生的知识面[7-8]。

2 开设新药研发跨学科知识和技能课程的意义

新药研发的跨学科知识和技能是2013年福州大学为药学专业相关硕、博士开设的专业课程,旨在培养创新药物研发人才。通过近八年的课程教学及课程建设,该课程在教学大纲、教学计划、教师队伍、教学方法和考核方式上已然形成一个完整的体系。

课程任务是跨学科综合性地讲授新药研发亟需的知识,培养立志在药监局、专利局、药厂、药物研发公司和药学教育界工作的人才,培养学生认识到新药研究的核心在于创新,培养学生综合运用药学专业知识能力以及新药研发能力,为今后从事新药研究与开发奠定基础。

课程内容包括药学各门学科的分类及联系、新药开发及新药注册申报基本知识、新药研究内容、法律法规更新及药学评审理念的变迁、临床前药学研究特别关注的内容、新药专利保护和专利申请等,提供多个新药研发成功或失败案例、专利侵权案例等素材开展课堂讨论。学校还邀请新药研发一线人员分享实战经验,安排实习、实践等教学环节。

课程紧密结合新形势下我国新药研发的发展需求,涵盖的医药学知识面广,信息量大,实用性强,不同阶段的新药研发知识链得以有效衔接,有利于激发学生的综合性前沿新药研发思维,为学生今后在生物医药领域从事相关工作打下基础。

3 新药研发跨学科知识和技能课程建设

3.1 依据行业需求确定教学目标

基于德育为先、育人为本、全面发展以及高水平、学科交叉、国际化培养的药学研究生培养理念,从我国目前药品研发的新形势出发,依据我国医药行业以及医药研究领域对高层次医药学人才的需求,教学团队从知识、能力和素养三方面设计教学目标。在知识方面,覆盖药学各学科综合知识以及新药研发系列过程,涉及药品的研发、生产、流通、使用等各大环节,系统讲授新药研发原则、内容、方法,相关政策法规及申报资料要求,新药专利保护政策等。在能力方面,能够融会贯通理解新药研发过程中各学科的相互关联和研究程序,具有新药申请有关文件、数据、表格的解析和整合能力,能通过各国新药研发案例、专利侵权案件等剖析新药研发各关键环节,具备新药研发能力,对新药研发选题具有创新性思考和专业性判断能力。在素养方面,通过了解时事和国家药政变化,理解药物研发过程和药物审评制度对新药研发及社会进步的重要性,树立对生命的敬畏之心,养成药品质量至上的职业素养,激发学生创新意识和追求卓越的精神。

3.2 围绕行业需求和教学目标构筑教学体系

新药研发是一项多学科交叉渗透、多领域协作的技术密集型系统工程。为使学生能跨学科掌握新药研发链的各个关键环节,教学内容综合涵盖了药物研发各领域,涉及药物发现、临床前研究和临床研究的全过程,包括新药研发过程中各学科的相互关联和研究程序;新药从临床前研究、临床研究及上市生产一系列过程;新药药学各项研究如制剂工艺过程、方法学开发、质量标准制定、稳定性研究等原则、内容和方法;临床前药学研究中物料的控制、工艺过程的控制、聚集状态的特性、体外溶出行为的特性、各类杂质的特性等。

由于药品是特殊的商品,其研发需按照特定的法律法规、审批管理规定和伦理道德等有关要求进行。因此,除教授药学研发综合知识外,还需强调药学研究规范性,学生通过学习国家药品监督管理局(National Medical Products Administration,NMPA)有关新药申报的政策、要求和规定以及所需准备的申报资料,新药专利保护和专利申请资料,药品注册申报过程中涉及的相关法律法规以及技术指导原则及其变迁过程等,对新药临床试验申请(Investigational New Drug,IND)和新药申请(New Drug Application,NDA)有更为深刻的认识,具备严格的药品安全和质量至上的意识,能够在今后从事药物研发过程中自觉遵守职业道德规范,履行社会责任。

基于药品研发对创新药物研究及创新人才的高度需求,学生应具备对新药研发相关课题的创新性思考、前瞻性分析和专业化解决问题的能力。因此,在教学体系中引入精选的新药研发案例十分必要,通过介绍阿司匹林、阿伐他汀、氨氯地平、左氧氟沙星、多西他赛、蒿甲醚等十余种明星药物如何从实验室走向市场[9],令学生了解新药的研发背景、研发过程和研发结果,重点阐述新药研制方法、程序和申报,分析遇到的问题、成功的经验和失败的教训,学生能够从实践的角度进行理论学习,领会新药研发理论知识体系、研发流程的连贯性和规范性。从而更进一步深化教学内容,启发学生创新思维,培养他们分析和解决问题的能力。

3.3 围绕学科发展优化教学内容

为适应我国当前形势下新药研发由仿制向创新转轨的需要,令学生更好地了解国际创新药物研究开发的主要理论、方法和关键技术,教学团队参考学科高质量的英文研究生教材,优化课程教学内容,将最新的前沿知识融入课堂内容的讲解,与国际先进水平接轨,让学生阅读本学科领域的英文参考资料和文献,学习最前沿的知识和技能,激发学生主动求知的内在动力。如通过查阅最新文献100yearsofinsulin：celebratingthepast,presentandfutureofdiabetestherapy[10],学生能领略百年老药胰岛素波澜壮阔的研发历史,通过对糖尿病的病理生理时间线梳理,体会新药研发除涉及医药专业知识外,还涉及包括生命科学、计算机科学等多学科理论体系,需要充分利用高端前沿技术、知识产权保护和市场开拓等多方面信息资源,激发学生学习热忱。

由于我国新药研发发展进程持续加速,新药注册申报法律法规不断更新。因此,在教学过程中教师需要收集材料,与时俱进,密切跟踪国内外新药相关法律法规的变更,引入新药研发最新知识。如“新药”概念的重新定义、化学药品注册分类改革、“假药”范围的更新等,还有一些新的理念和制度。如药品上市许可持有人(Marketing Authorization Holder,MAH)制度、药物临床试验默示许可制度、原辅包和制剂关联审评审批制度等。通过对《中华人民共和国药品管理法》和《中华人民共和国药品注册管理办法》主要内容和修订原则的学习,学生就会明白我国医药法律法规修订是如何积极推动医药行业健康发展的。

他山之石,可以攻玉。教师向学生介绍美国食品药品监督管理局(FDA)关于新药申报的政策、要求和规定以及所需准备的申报资料,比较中美两国新药申报在行政手续、行政组织结构、基本申报过程和时间等方面的差异。在申报资料教学中引入国际化的人用药品技术要求国际协调会议(International Council for Harmonization,ICH)的技术指导原则以及按通用技术文件(Common Technical Document,CTD)格式申报资料撰写要求等,学生体会我国新药研发持续加速的国际化进程,从而培养他们的民族自信心和民族自豪感。

3.4 围绕教学目标优选教学方法

“授人以鱼不如授人以渔”。教师采用以问题为导向的教学方法,结合药学研发各个实例,重视课堂互动讨论,使学生的学习过程由被动接受转化为主动参与,充分发挥学生的主动性。此外,翻转课堂,设置多项主题如老药新用(Drug repurposing/repositioning)、令人惋惜的新药研发失败案例、药物专利侵权案分析、国内近两年上市的Ⅰ类创新药等,学生分小组检索文献资料,在课堂上展示相关研发历程及启示,从而具备独立思维能力、解决问题能力以及团队合作精神。

学院邀请国外知名药学专家进行授课,拓宽研究生药学知识面。组织研究生参加校内外各种学术会议,让研究生了解本领域的前沿进展,提高其专业水平和表达能力,开阔其眼界,拓宽其知识面,启迪其思维,激发其强烈的求知欲和创造欲。

加强研究生的创新和实践能力培养。学校鼓励学生到药学各学科实验室进行实践,让他们接触药学各学科专业基本的仪器设备和实验技术,有助于各学科间知识的融会贯通,提高研究生的科研素质和独立从事科研工作的能力。2014年学院创建了福州大学研究生教育创新实践公共平台——“药学与制药工程研究生创新实践公共平台”,该平台为研究生参与实践提供了条件。

学院联系各实习部门,如专利局、药监局、药检所等,让学生了解各部门的主要职能,与工作在一线的药学人员进行学习交流,为顺利就业打下坚实基础。专家们实际工作的范例讲座,对提高研究生分析问题和解决问题的能力很有助益。

4 新药研发的跨学科知识和技能课程建设成效

该门课程开设之后,成效逐渐凸显,修习该课程的硕士、博士的药学知识结构渐趋完整,国际科研视野较开阔,科研实践及创新能力得到提升。教学团队采用让学生积极参与新药开发实践产学研用一体化的教学方式,加速了基础研究成果的产品转化,研究生就了解研发的产品和申报新药的程序,受到生物医药公司欢迎。选修该门课程的2015届毕业硕士生均进入药企和生物医药研发部门,就业率100%。

在5年教学基础上,笔者完成了《新药研发的跨学科基本知识和技能》的书稿,可作为课程配套使用教材[11]。2018年,书稿经科学出版社专家审核并出版,前中国药理学会主席丁健院士欣然为本书作序。学院邀请国内药学领域的5名教学专家对《鼎立国际前沿的中国生物医药领域研究生教育的跨学科“产学研用”一体化工程》研究生教学进行评价,专家对教学举措和效果给予了肯定,因此,该项目也获得2018年度福州大学教学成果特等奖。

为了解课程教学实际效果,教学团队与福州大学化学学院2020级选修该门课程的药剂学、药理学、药物化学、药物分析和制药工程等专业研究生面对面交流,并进行匿名问卷调查。调查结果表明,78%的学生认为该课程具有“跨学科”性质,85%的学生认为课程具有吸引力,课程质量高,所有学生均认为该课程内容具有独创性。此外,笔者对毕业生进行跟踪调查,学生就业后都能胜任岗位工作,职业发展良好,成为岗位骨干、项目负责人或是高层管理人员。

5 结语

新药研究与开发作为一门应用性课程,需要注重学生综合能力的培养。教学团队所进行的教学探索,增强了学生综合运用专业知识的能力。为了顺应我国目前新药研发的发展新趋势,课程教学从内容到形式都要不断创新,这也给教师提出了极大的挑战。教师应与时俱进,不断提升教学理念,推进教材建设及教学实践改革,提高新药研发课程的教学质量水平,培养高素质复合创新型药学人才。