精準醫(yī)學下的醫(yī)學遺傳學本科實驗課程方案

劉 潔，米亞靜，張 妮，茍興春

(西安醫(yī)學院基礎醫(yī)學部，陜西 西安 710021)

精準醫(yī)學(Precision medicine)是以個體化醫(yī)療為基礎、隨著基因組測序技術快速發(fā)展以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學的交叉應用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學概念與醫(yī)療模式，涵蓋了精確、準時、個體化和共享的含義[1]。精準醫(yī)學重視疾病的深度特征和治療藥物的高度精準性，是在對人體、疾病和藥物深刻認識的基礎上，把個體化醫(yī)療和遺傳學檢驗技術結合起來的高水平醫(yī)療技術，是未來醫(yī)學發(fā)展的方向。因此，精準醫(yī)療對醫(yī)學遺傳學實驗教學內容和方法提出了新的要求。

1 三位一體實驗課程模塊

醫(yī)學遺傳學是研究遺傳病的發(fā)病機制，相關診斷、防治和治療的學科。隨著生命科學技術的進步，遺傳病的診斷手段趨于多樣化。因此，構建與遺傳病診斷、預防和咨詢相適應的三位一體實驗課模塊有助于醫(yī)學生更好地掌握傳統(tǒng)與現(xiàn)代的遺傳學實用知識和技能，能夠適應未來精準醫(yī)學的發(fā)展。

1.1細胞遺傳學模塊：X染色質制備、G染色體制備及核型分析是細胞學診斷的關鍵技術。在臨床上，X染色制備檢測性別和性染色體異常的疾病。該實驗比較簡單，學生可以獨立完成，重點強調其臨床意義。染色體制備及核型分析在染色體病和產(chǎn)前篩查中廣泛應用。該實驗從抽取學生的外周血進行無菌細胞培養(yǎng)開始，收獲細胞并制片由學生自己獨立完成，教師只強調每一步注意事項。在G顯帶染色體標本制作過程中，胰酶消化和吉姆薩染色是實驗成敗的關鍵。放手讓學生嘗試配制胰酶溶液和吉姆薩染液，學生分組摸索最佳的消化和染色時間，培養(yǎng)其獨立操作、分析問題和解決問題的能力。 細胞遺傳學技術精準性高，是染色體檢查的金標準，是醫(yī)學遺傳學實驗課程中必須要涵蓋的內容。今后從事臨床或醫(yī)學檢驗工作的學生必須具備的專業(yè)知識與技能。

1.2分子遺傳學模塊：隨著分子遺傳學的快速發(fā)展和分子生物學技術的進步，實驗課應適當加入人類基因組DNA提取、PCR擴增技術等。通過實驗的完成，學生明白DNA提取技術和PCR擴增技術的原理。這對于學生理解基因診斷、基因治療、親子鑒定、法醫(yī)學鑒證等內容具有促進作用。

進入21世紀以來，隨著人類基因組計劃的完成(Human genome project， HGP)和高通量測序技術的發(fā)展，使人們對于遺傳病的認知和診斷達到了空前的高度。通過中低中高通量篩選技術，結合圖位/功能候選的方法和全基因組關聯(lián)分析等方法，識別定位致病基因或易感基因位點和區(qū)域，以及揭示與疾病發(fā)生相關的遺傳易感標記物及藥物敏感/抵抗標記物，為個體化精準醫(yī)療的實施提供了可靠的線索[2]。因此，實驗課設置以苯丙酮尿癥為例，通過人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(OMIM)查找相關的疾病信息，包括遺傳模式信息、致病基因(PAH)位置和結構、突變方式、臨床癥狀、有關預防、診斷(臨床診斷、生化診斷和基因診斷)和治療手段。通過對一種遺傳病的深入系統(tǒng)學習，培養(yǎng)學生的生物信息利用與查找能力和自主學習與研究的能力。

1.3遺傳咨詢模塊：教師根據(jù)教學內容和教學目的精選各類型遺傳病的幾個常見病例。例如單基因病中的地中海貧血、多基因遺傳中的阿爾茨海默癥；染色體病中的唐氏綜合征；體細胞遺傳中的胃癌等。首先，學生自主查閱相關疾病的資料并分組討論某中國遺傳病遺傳基本規(guī)律和基本原理，能夠掌握家系譜的繪制和分析方法，遺傳病的傳遞方式和特點，對疾病的診斷和治療等。其次，通過情景模擬和角色扮演呈現(xiàn)各組的討論情況，教師對學生在此過程中的表現(xiàn)進行點評和指導。最后，學生上交一份完整的咨詢報告，內容包括患者的主訴、病史、體檢及遺傳檢查報告、家系譜分析以及對疾病的診斷、治療等處理措施和意見[3]。

通過遺傳咨詢實驗模塊，增加了學生的主觀能動性、主動獲取更多的知識并綜合運用，鍛煉了學生的問診技巧、綜合運用各學科知識分析解決臨床問題的能力及與患者溝通的技巧。

2 總結

2.1三位一體的實驗課模塊既保留經(jīng)典的、一直在臨床運用的細胞遺傳學診斷技術，又涵蓋分子生物學和生物信息學從基因的層面對遺傳病的分析，并以遺傳咨詢的方式整合與內化所學遺傳病知識和技能。這種模式將理論聯(lián)系實驗、實驗聯(lián)系臨床，學生不僅對醫(yī)學遺傳學內容有深入的理解與運用，還能結合前沿梳理更多的生物醫(yī)學信息，完善自身的遺傳學知識結構體系，同時學以致用，順應精準醫(yī)學的發(fā)展方向。