臨床醫學專業生物化學與分子生物學實驗課和轉化醫學理念的創新結合

周若宇 賈舒婷 吳曉明 盛苗苗 唐文如

摘要：目的：轉化醫學的迅猛發展加速臨床醫學和基礎醫學之間緊密溝通，這給臨床醫學專業學生的生物化學與分子生物學教學帶來了問題與挑戰，也提供了新的發展空間。方法：結合臨床醫學專業學生專業特點，在生物化學與分子生物學實驗課中創新地融入轉化醫學理念和內容。結果：使生物化學與分子生物學實驗課更貼近臨床醫學應用的同時，促進了他們的操作能力和科研思維能力。結論：開辟基礎醫學實驗課與轉化醫學理念結合的新途徑。

關鍵詞：臨床醫學專業學生；生物化學與分子生物學實驗課；轉化醫學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）30-0064-02

隨著醫學的發展，基礎醫學與臨床醫學之間的關注焦點與研究方法差距越來越大，溝通和交流卻逐漸減少，最終產生了二者之間的鴻溝，被稱之為“基礎醫學與臨床醫學之間的死亡谷”[1]。轉化醫學（translational medicine）又稱為轉化研究（translational research）。1992年，Choi[2]在《Science》上發表的論文中首次提出了“bench to bedside”的概念；1996年，Geraghty[3]在《Lancet》上發表文章首次應用“translational medicine”一詞；2003年，Zerhouni[4]在《Science》上發表的文章“Medicine. The NIH Roadmap”中提出了轉化醫學的概念，其核心內容是將醫學生物學基礎研究成果迅速、有效地轉化為可在臨床實際中應用的理論、技術、方法和藥物，在實驗室與病房（bench to bedside）之間架起相互溝通的橋梁。不論是基礎醫學還是臨床醫學課程，實驗教學都是臨床醫學專業學生教學中的重要環節，只有通過實際的操作和操作中獲得的對理論知識的二次習得，才能使臨床醫學專業學生對復雜抽象的理論知識理解得更加透徹，在實驗課中學生的基礎醫學技能操作也得到很好的鍛煉。生物化學與分子生物學是臨床醫學專業學生所學習的一門重要的基礎醫學課程，它連接著基礎醫學和臨床醫學。在生物化學與分子生物學實驗教學中創新性地結合轉化醫學理念和內容，使學生在掌握生物化學與分子生物學基礎知識，培養科學思維能力的同時，兼具有轉化醫學理念和思維模式的復合型人才的培養，這是生物化學與分子生物學實驗教學的一項創新，并影響了實驗課內容、方式和教學方法的選擇。

一、生物化學與分子生物學的學科特點

生物化學與分子生物學是生命科學的基礎，是在分子水平探討生命的本質，主要包括研究生物體的分子結構與功能、物質代謝與調節，以基因信息傳遞為中心的現代分子生物學知識。生物化學與分子生物學的主要內容決定了其知識點紛繁復雜，使得學生學習起來枯燥吃力，因此在理論或實驗教學過程中，應建立“病例引導型教學”[5]（Case Based Study，CBS），從具體臨床疾病現象做引入使學生先有具體模像，然后對疾病相關的生化和分子生物學機理進行分析和講解，這樣“由表及里”地引導教學過程能讓學生有層次地學習和理解生化與分子生物學知識，課堂中營造出的“病例-機理”氛圍也能使醫學生感受到生物化學與分子生物學在臨床中的重要性。生物化學與分子生物學又是生命科學領域的前沿學科，新理論、技術層出不窮，具有很強的更新及前瞻性。與日新月異的發展前沿不同，教學所采用的教科書的更新和修訂速度較慢，因此不論在理論或實驗教學中，教師都應主動在教學過程中添加前沿新發現和技術，這樣不僅能引起學生學習的積極性，更能拓寬學生的知識面和對基礎知識的理解和掌握。生物化學與分子生物學已滲透到基礎醫學和臨床醫學的各個領域，對于醫學生來說學好生物化學與分子生物學十分必要，可為后續基礎與專業課程的學習奠定基礎。

二、生物化學與分子生物學與轉化醫學的聯系

醫學生物化學與分子生物學是基礎醫學與臨床醫學的橋梁。作為基因組學與蛋白質組學時代發展產物的轉化醫學，其研究內容的中心環節之一是生物標志物的研究，涉及到分子標志物的鑒定和作用；基于分子分型的個體化用藥治療，疾病治療反應和預后的評估與預測[6]。轉化醫學的主要任務是架起基礎科研工作者跟臨床醫師的橋梁。它的出現使得基礎科學重視臨床醫學中遇到的現象和問題，并根據現象追根溯源尋找機理原因，并能將研究出的機理成果運用到臨床問題中，解決臨床醫學現實中遇到的困難。并在“現象-機理-運用”這一過程中形成及時反饋，使臨床研究者修改觀察指標或側重點，同時也相應地使基礎研究者修改研究方向，為臨床服務，最終使患者受益。其兩者都是橋梁學科，與多學科密切聯系，特別是與臨床知識密切相關。這就要求醫學生物化學與分子生物學工作者教學與研究必須以轉化醫學的理念為指導，從而適應轉化型醫學人才培養的要求。

三、生物化學與分子生物學實驗課與轉化醫學理念的創新結合

1.引入病例引導型實驗內容。在實驗教學中，建立“病例引導型教學”（CBS）內容。用具體臨床疾病做實驗背景，并闡述疾病相關的生化和分子生物學原理，然后對驗證此原理所采用的實驗技術進行講解和操作示范，學生即可開始實驗操作并完成報告和教師布置的相應思考題。例如，我們使用醫院生化化驗單的幻燈片來引入血糖這一生化指標，講述血糖的生化和臨床診斷意義，并以糖尿病為病例講解血糖超標后對身體的影響，在進行背景鋪墊后開始講解葡萄糖氧化酶測定血糖的原理及方法，最后讓學生對事先準備好的不同血糖濃度的血漿樣本進行檢測，獲得結果后進行分析：所測樣本血糖是否在正常；如果不在正常值范圍內，是偏低還是偏高，分別可能的原因是什么。經過這次實驗，學生不僅學習了檢測血糖原理的實驗技術，并對血糖的生化知識和臨床運用有了很好的結合學習。

2.引入個性化用藥治療的系統實驗內容。轉化醫學將分子標志物、分子分型的個體化用藥治療及疾病治療與預后的評估與預測作為最主要的研究內容。在實驗中充分融入轉化醫學科研成果，開展一系列以科研成果如個體化用藥治療為主的內容新穎、應用性強的專業前沿研究性實驗，能夠極大地調動和培養學生的專業學習興趣，使學生對目前科學研究領域的熱點與關鍵問題有初步的了解，較好地實現科研與教學的相互轉換，相互促進。我們在實驗課中創新設置了“限制性片段長度多態性檢測人乙醛脫氫酶2（ALDH2）基因多態性”實驗。首先為學生講解整個實驗背景：硝酸甘油作為治療心絞痛的基本藥物之一廣泛用于臨床。研究發現硝酸甘油的舒血管作用通過釋放一氧化氮（NO）所介導[7]。乙醛脫氫酶2（ALDH2）具有硝酸酯酶活性，對硝酸甘油轉化產生NO起了關鍵作用[8]，而ALDH2基因中Glu504Lys位點的多態性會影響ALDH2硝酸酯酶活性，用藥指導建議，ALDH2 504Lys等位基因攜帶患者慎用硝酸甘油[9]，所以這一基因多態性位點具有指導臨床硝酸甘油的合理用藥的重要意義。然后為學生講解人脫氧核糖核酸（DNA）的提取、聚合酶鏈式反應（PCR）、限制性內切酶酶切反應和瓊脂糖凝膠電泳檢測這些關鍵技術的原理和方法。使得學生對實驗背景、目的和所采用技術的原理及操作都能有統一清晰的認識。具體實驗流程為指導學生從自己的口腔黏膜細胞中提取自己的DNA，經過PCR特異性地擴增ALDH2基因中含Glu504Lys片段，再經過酶切反應和電泳檢測即可獲得自己的Glu504Lys位點基因型。通過這一系列綜合開放性的實驗，以學生自身遺傳多態性為背景，將臨床個性化用藥檢測與經典的分子生物學實驗結合，不僅極大地激發了學生對實驗的關注和投入，訓練了實驗操作能力，還加強了他們轉化醫學思維的培養，

3.實驗教材的采編。實驗教材是實驗課程的重點。本教研室認真研究國內外優秀教材，借鑒其經驗，同時結合本學院學生的臨床需求，精心編寫自己的教材，建設與生物化學與分子生物學基礎課程配套的實驗系列教材。同時也精心挑選合適的轉化醫學內容穿插入實驗教學過程中。

隨著日新月異的生化和分子生物學進展，我們也對前沿進展和發現保持持續關注，將更新的內容及時修改、添加到實驗教材中。

以上僅是我們作為生物化學與分子生物學教師在轉化醫學大背景下，在教學改革方面的一些探索的心得及體會，隨著轉化醫學的發展，其內容必將會更新和擴大，作為基礎醫學教師要敏銳地跟上發展腳步，積極尋找轉化醫學與生化、分子生物學的結合點，才能為國家培養出基礎扎實、科研思維清晰的有用醫學之才。

參考文獻：

[1]趙玉沛.轉化醫學本土路線圖[J].中國醫院院長，2011，（11）：92.

[2]Choi DW. Bench to bedside：the glutamate connection[J].Science，1992，258（5080）：241-243

[3]Geraghty J. Adenomatous polyposis coli and translational medicine[J].Lancet，1996，348（9025）：422.

[4]Zerhouni E. Medicine. The NIH Roadmap[J].Science，2003，302（5642）：63-72.

[5]賈舒婷，張繼虹.針對臨床醫學專業的病例引導型生物化學教學方法實踐體會[J].教育教學論壇，2014，（1）：67，8.

[6]閆華.醫學科教新任務——促進轉化醫學[J].中華醫學科研管理雜志，2010，（23）：225-228.

[7] Marsh N，Marsh A.A short history of nitroglycerin and nitric oxide in pharmacology and physiology[J].Clin Exp Pharmacol Physiol，2000，（27）：313-319.

[8]Chen Z，Zhang J.Identification of the enzymatic mechanism of nitroglycerin bioactivation[J].Proc Natl Acad Sci USA，2002，（99）：8306-8311.

[9]Li Y，Zhang D，Jin W.Mitochondrial aldehyde dehydrogenase-2（ ALDH2） Glu504Lys polymorphism contributes to the variation in efficacy of sublingual nitroglycerin[J].J Clin Ivest，2006，116（2）：506-510.