湯建 李紅霞 楊永青 周愛華
摘要:從課程的同步教學、緊跟學科發展前沿、多元化教學以及基礎與重點兼顧等四個方面論述藥物化學教學方法,提高藥物化學課的授課質量進行探討。
關鍵詞:藥物化學;同步教學;教學方法
中圖分類號:G642.0 ? ? 文獻標志碼:A ? ? 文章編號:1674-9324(2015)18-0154-02
隨著化學技術和生物技術的發展,藥學進入了快速發展的階段,在目前的大藥學背景下,藥物化學已成為醫藥學及其相關專業的核心基礎課程。藥物化學作為一門專業,闡明藥物的化學穩定性和藥物分子與機體細胞之間相互作用規律,目標是研發新藥;但作為一門藥學學科的基礎性專業課,是以構效關系和藥效、藥代為重心。在幾年來的藥物化學授課的基礎上,加以學生和同事的反饋,擬從以下幾個方面討論藥物化學的授課體會。
一、與藥理學同步教學
在教材內容上雖有各自的偏重,但相關內容有相通之處,章節的編排也類似:藥物化學教材[2]中有中樞神經系統藥物(鎮靜催眠藥、抗精神病藥、鎮痛藥等)、外周神經系統藥物(腎上腺素受體激動劑、局麻藥等)、循環系統藥物、消化系統藥物、抗菌藥、抗病毒以及抗腫瘤等章節,藥理學教材[2]中也有相通的章節編排。只是藥物化學教材中,以化學和構效關系為重心,而藥理學教材重在介紹藥理、臨床、作用機制、代謝等內容。因此在藥物化學教學中,加強藥理學的互動、溝通,有利于學生加深理解、掌握教學內容、提高教學效率。如:外周神經系統藥物中,作用于腎上腺素受體藥物的學習中,如果不對α,β受體的生理作用有所了解,則難以準確、深入地理解其作用機制,簡單地學習化學結構和臨床藥效,反而會混淆;結合藥理學的教學,先讓學生學習腎上腺素受體的分布、藥理、機制應答等方面的內容,然后講解化學結構和構效關系,則容易理解和掌握。化學結構式生物活性的物質基礎,藥物化學可以從結構上解釋藥物活性。當然,藥物化學和藥理學的編排順序不盡一致,所以可以適當調整授課順序,因為藥物化學和藥理學的各章節之間具有比較強的獨立性,調整先后順序不至于有較大影響。盡量做到藥物化學和藥理學的同步授課,使兩門課相互貫通,彼此照應。
二、跟蹤前沿,兼顧歷史
醫藥學科發展迅猛:新的藥物靶點不斷被發現;新的藥物作用機制被闡明,甚至對教科書已有的觀點或理論進行修正;每年都有二三十個左右的新藥(NCE)上市。這對藥物化學課程的講授提出了挑戰,應該獲取課本以外的最新研究內容,掌握相關最新研究動態。比如在介紹神經退行性疾病治療藥物時,目前的教材收錄的治療阿爾茨海默癥的藥物主要是針對乙酰膽堿酯酶抑制劑,如鹽酸多奈哌齊、石杉堿甲等,但現在基于抗神經炎癥和Tau蛋白過度磷酸化的藥物研究非常受重視;抗腫瘤藥物研發是目前最為活躍的領域,每年都有新的抗癌藥上市,無論是作用機理還是作用靶標都超過了教材收錄的范圍,在講解經典的抗癌藥物的同時,要補充一些代表抗癌藥物研發前沿的新藥或在研藥物:針對腫瘤血管的抗癌藥(Avastin),針對信號通路的抗癌藥物(Cyclopamine)[7]。可以適度補充這方面的最新研究進展,使學生對藥物化學這門課程有更深更寬層面的了解。
藥物化學發展從阿司匹林的合成開始,已有100多年的歷史,既有阿司匹林這樣的百年老藥,也有上市后旋即退出醫療市場的不成熟藥物,但每個藥物的背后都有一個值得關注的勵志故事:或按部就班,反復優化如沙坦類藥物和頭孢類藥物,或偶然發現,幸運得到如利多卡因、青霉素G。藥物的發現需要藥學家的嚴謹、細致的工作態度,善于發現新事物、新現象的敏銳洞察力,在講授藥物化學課程時,結合具體藥物適當地插入相關的“歷史故事”,既可以加深印象和學習興趣,又可以讓學生認識到新藥研發的“不易”和“易”。如:弗萊明發現青霉素,Domagk發現磺胺抗菌藥,從57個異蘆竹堿類衍生物中篩選出局麻藥利多卡因,從300多個吲哚類衍生物中發現抗炎藥吲哚美辛,Bruce D. Roth 31歲既發現迄今為止最暢銷的藥物——阿伐他汀以及何大一發明“雞尾酒療法”等“幸運”案例,讓學生了解新藥研發的魅力,學生喜歡藥物化學這門課,同時吸引更多優秀學生從事藥物研究工作。另一方面。也要展示新藥研發的高風險的一面:如輝瑞公司研發的伐地昔布(Valdecoxib)和默克公司研發的羅非昔布(Rofecoxib)因增加心血管風險,被FDA要求退市。
三、多元化教學
目前高校中普遍重視科研,教學上用時用力勢必減少。但本科教學關乎學生的未來,也是高校的基石,作為講師應從學生的角度和學校長遠發展的角度,堅守高質量教學的標準。
1.精心準備,熱情表達。根據學生和同行的反饋,精心制作課件,并做好課前的準備工作。不僅需要補充前沿的內容,還要在重點和學生反映的難點上下功夫,合理設計藥化課件、改變講課角度,使學生易于接受。利用網絡資源,學習國內外優秀同行的授課經驗,揚長避短,精益求精。對于一些難以理解的藥物作用機制,可以利用PPT的動畫效果或flash制作動態課件。如:在解釋抗癌藥物順鉑(Cisplatin)作用于DNA的活性機制時,使用從網絡下載的視頻CisPlatin-Mechanism of Action,可以非常逼真地演示順鉑作用于DNA的過程,一目了然,印象深刻。還有諸如用鎖鑰比喻解釋虛擬篩選(Virtual Screening),以臥底比喻解釋抗代謝藥物等,讓學生易于理解。藥物化學是藥學院學生必修的專業課,學生自身也比較重視。但仍需要在授課時全身心地投入,張弛有度,重點突出,在一種良性互動的氣氛中完成授課。
2.前后呼應,適當調整。目前的藥物化學教材比較成熟,但畢竟是靜止的教材。在講課時可以適當地進行總結、對比。比如,講解抗心律失常藥物時可以與局麻藥聯系起來。因為這兩種藥物有共同的作用靶點——Na+通道[1,2],并且有些局麻藥具有良好的抗心律失常作用;而抗心律失常藥普魯卡因胺就是優化局麻藥普魯卡因時發現的電子等排體。學習β受體阻滯劑(普萘洛爾等)時,對照β2受體激動劑(沙丁胺醇等),使學生從同一受體的激動和抑制正反兩方面理解;在介紹非甾體抗炎藥時,對照甾體抗炎藥(糖皮質激素藥)。在介紹NO供體藥物(硝酸甘油等)時,補充一些NO抑制劑(抗炎免疫活性化合物)方面的研究進展[9],既可以拓寬知識面,又認識到NO在體內的含量調節是謹慎、敏感的,通過以點帶面,認識到藥物的生物活性必須控制在一點的安全范圍內,過度地抑制或激活都會產生副作用。這樣的對比和聯系,既加深印象,又利于總體掌握。
3.結合實際、案例教學。在學習布洛芬時,可以補充兒童常用退燒藥美林的相關資料。結合日常用藥學習藥物化學,既可以加深理解,又有一定的指導用藥作用。在學習第二章鎮靜催眠藥時,將唑侖類藥物與誤傳甚廣的迷幻藥(被施藥后一段時間內失去自制力,而受外人控制)聯系起來,既提高學生的警惕性又起到廓清誤傳的影響。結合時下發生的醫藥事件也是一種不錯的方法。如:2010年講課時,在講授抗腫瘤藥物時結合博導制售假藥案,實事求是地評價,既讓學生正確了解是件始末,又了解目前藥物研發面臨的問題;在講授抗HIV藥物時,補充N Engl JMed報道的一種復方藥Truvada,因為藥效強烈而留下深刻印象;在講授抗病毒藥物時結合H5N1和H7N9的社會熱點講解,可以大大加深學生的印象。
4.強化實踐教學。藥物構效關系是藥物化學課程中比較重要的知識點,如果僅僅是記憶教材上總結的規律,難以有深刻的理解。適當補充特殊的案例或目前正在進行的藥化研究成果,鮮活的教學實例對學生的影響要明顯優于教材。在講解新藥設計與開發章節中的脂水平衡常數時,筆者結合自己正在進行的利莫那班類似物的研究結論:引入-OH后再進行酯化,既可以增加生物利用度,又降低血腦通透率,降低中樞神經毒副作用。實例說明改善藥物的脂水平衡對藥效和藥物副作用的影響。
同時鼓勵學生對教材中的藥物合成路線提出補充,自行設計或查閱資料,只要合成路線合理就可以采用,這一點在平常的學習和考試中都是可以接受的。藥物化學是理論與實踐并重的學科,不能鼓勵學生以記憶和背誦的形式學習這門課。
四、基礎扎實,重點突出
目前,藥學學科發展迅猛,藥物化學教材也是頗多,在教學時需要根據所在學院的具體定位和學生基礎,選用合適的教材。教材內容充分,收錄的藥物繁多,因此在教學時既要掌握扎實基礎,又要選擇代表性的藥物或知識重點講深、講透。如局麻藥普魯卡因,既是臨床常用藥,又是天然產物研發新藥的突出代表,因此在學習時,不僅介紹作用機理、臨床藥效,還著重介紹從可卡因到普魯卡因的研發歷程。抗生素發展迅速,教材中收錄較多的藥物,但在教學中,總體介紹青霉素和頭孢菌素之后,重點介紹青霉素G和頭孢噻肟鈉,并在介紹過程中對比青霉素和頭孢菌素的結構、藥效、安全性的異同,讓學生技能掌握抗生素的優良療效,又能理解安全性的來源。
教師是決定教學質量的關鍵因素,新的教學形式對教師提出了較高要求,不僅要有理論基礎知識,更要有專業經驗和科研背景,既要做知識的傳授者,更要做學習的引導者,培養學生的學習能力和創新能力。藥物化學是一門既有“深度”又有“寬度”的課程,作為藥學領域的專業性基礎課,是藥學學生必修科目,既要求學生掌握基礎,又要培養學生具備新藥研發的初步意識,這是培養學生學習能力和創新能力的良好契機和平臺,也敦促教師努力提高教學水平。
參考文獻:
[1]尤啟東.藥物化學[M].第7版.北京:人民衛生出版社,2011.
[2]朱依諄,殷明.藥理學[M].第7版.北京:人民衛生出版社,2011.
[3].許士凱.藥物發現史[M].北京:中國科學技術出版社,1993.