多元化教學(xué)模式在《感染與免疫》研究生教學(xué)中的應(yīng)用與探討
——以“弓形蟲感染與免疫”為例①

樸蓮荀 成佳慧 趙旭東 徐 翔

(延邊大學(xué)藥學(xué)院，延吉 133002)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是教師為主體，以課堂講授為主，然而，不利于學(xué)生的積極性調(diào)動和綜合能力培養(yǎng)，因此，如何培養(yǎng)感染和免疫方向高素質(zhì)研究生一直是重要課題。因教師團(tuán)隊科研方向為弓形蟲感染誘導(dǎo)免疫反應(yīng)，故在《感染與免疫》研究生課程教學(xué)中將相關(guān)研究成果“弓形蟲腦炎(toxoplasmic encephalitis,TE)及先天性弓形蟲感染引起的免疫反應(yīng)”引入教學(xué)，并采用理論與實踐結(jié)合、科研成果融入課堂、問題導(dǎo)向式教學(xué) (problem-based learning,PBL) 等多元化教學(xué)模式，全面提升和培養(yǎng)研究生自主學(xué)習(xí)能力和科研意識。

1 理論與實踐相結(jié)合教學(xué)模式

由于大多數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)此門課程之前對弓形蟲不甚了解，所以教師首先采用傳統(tǒng)教學(xué)方法講述有關(guān)弓形蟲感染和免疫的基礎(chǔ)知識：弓形蟲是一種普遍存在的原生動物寄生蟲，可感染所有溫血動物引起人畜共患疾病，人們通過攝入含有弓形蟲包囊的肉或被卵囊污染的食物和水，或胎盤垂直傳播感染弓形蟲。成人弓形蟲感染大多無癥狀，但有些患者可出現(xiàn)淋巴結(jié)腫大或眼部弓形蟲病，慢性弓形蟲感染再激活可引起致命的弓形蟲腦炎、心肌炎和肺炎等，孕婦弓形蟲感染將引起胎兒先天性弓形蟲病[1]。弓形蟲感染宿主后促發(fā)機體免疫系統(tǒng)防御,宿主IFN-γ依賴的細(xì)胞免疫對弓形蟲的清除起重要作用。然而弓形蟲可引起多種免疫逃避，在急性期感染各器官組織速殖子增殖后，優(yōu)先在腦中形成包囊并引發(fā)慢性感染。

為使學(xué)生更加深刻地了解弓形蟲感染對宿主的影響，教師理論聯(lián)系實踐，加深學(xué)生的理論知識理解，同時調(diào)動學(xué)生的科研熱情。

首先，讓學(xué)生在顯微鏡下觀察并描述弓形蟲的形態(tài)特征及弓形蟲感染宿主細(xì)胞時細(xì)胞的形態(tài)變化。學(xué)生根據(jù)觀察結(jié)果總結(jié)：弓形蟲速殖子呈月牙形，游離的弓形蟲侵入宿主細(xì)胞內(nèi)增殖，使被感染的細(xì)胞膨脹變大，甚至破裂釋放大量弓形蟲。此外，教師給學(xué)生演示將強毒株、弱毒株弓形蟲分別接種于小鼠，建立急性、慢性弓形蟲感染模型，讓學(xué)生定期觀察和記錄小鼠感染急性期、慢性期臨床表現(xiàn)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)：急性弓形蟲感染模型小鼠出現(xiàn)聳毛、弓背、偏癱、抽搐等臨床癥狀；而慢性弓形蟲感染模型小鼠無明顯癥狀，教師結(jié)合弓形蟲感染誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)講解產(chǎn)生上述不同臨床表現(xiàn)的原因：強毒株感染主要通過誘導(dǎo)細(xì)胞免疫引起1型T輔助(Type 1 T helper，Th1)型細(xì)胞因子過度產(chǎn)生，導(dǎo)致急性致死性弓形蟲病；弱毒株感染宿主后潛伏于體內(nèi)建立慢性感染模型，產(chǎn)生特異性抗弓形蟲抗體。宿主免疫功能正常時表現(xiàn)亞臨床狀態(tài)，而免疫功能低下(如艾滋病、器官移植等)或慢性弓形蟲感染再激活時，腦內(nèi)小膠質(zhì)細(xì)胞被激活產(chǎn)生大量神經(jīng)炎癥因子，引起神經(jīng)元損傷導(dǎo)致TE等疾病。

理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法使抽象、枯燥、難懂的理論變得生動、有趣、易懂，激發(fā)了學(xué)生強烈的求知欲望，使學(xué)生對弓形蟲感染和免疫深入了解。與此同時，實踐也讓研究生走進(jìn)實驗室，接觸到與本科階段完全不同的學(xué)習(xí)模式，激發(fā)其對科研的興趣和積極性。

2 基于科研成果的教學(xué)模式

目前臨床抗弓形蟲病常用藥物為乙胺嘧啶和磺胺嘧啶，但毒副作用大、不能完全殺死包囊、易復(fù)發(fā)。因此，急需尋找高效、低毒的抗弓形蟲藥物。由于選修本門課程的學(xué)生都是藥學(xué)院研究生，因此教師將本團(tuán)隊—人參皂苷Rh2(Ginsenoside Rh2，GRh2)抗TE的最新研究成果引入課堂教學(xué)[2]。讓學(xué)生帶著如下問題閱讀該文獻(xiàn)：①如何用小膠質(zhì)細(xì)胞構(gòu)建體外弓形蟲感染模型；②小鼠TE模型如何建立；③為探討藥物對Toll樣受體4 (toll-like receptor 4，TLR4)/核轉(zhuǎn)錄因子-kappa B (nuclear factor-kappa B，NF-κB) 信號通路的影響，需要采用實驗技術(shù)手段檢測哪些指標(biāo)。教師發(fā)給學(xué)生免疫印跡條帶，觀察和描述各組TLR4/NF-κB信號通路相關(guān)蛋白和炎癥因子表達(dá)的變化，在熒光顯微鏡下觀察藥物對小膠質(zhì)細(xì)胞中TLR4表達(dá)和NF-κB核轉(zhuǎn)錄的影響。學(xué)生通過閱讀文獻(xiàn)和詳細(xì)分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論：干預(yù)TLR4/NF-κB信號通路、抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活，可作為TE治療的重要靶點。

將本團(tuán)隊最新科研成果融入課堂教學(xué)，加深學(xué)生對弓形蟲感染誘導(dǎo)宿主免疫反應(yīng)的理解，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度以及執(zhí)著的探索精神，養(yǎng)成時刻關(guān)注最新研究動態(tài)的習(xí)慣，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

3 PBL教學(xué)模式

PBL 教學(xué)模式是以問題為導(dǎo)向、以學(xué)生為中心的教學(xué)模式，即在教學(xué)過程中以學(xué)生為主體，在教師的幫助和監(jiān)督下針對某個難題進(jìn)行小組討論[3]。在學(xué)生對弓形蟲感染與免疫有一定基礎(chǔ)理論后，圍繞先天性弓形蟲病、妊娠期弓形蟲感染誘導(dǎo)的細(xì)胞免疫反應(yīng)及其治療等方面查閱文獻(xiàn)，制作PPT進(jìn)行匯報交流。通過生生互動、師生互動環(huán)節(jié)提出問題和答疑，并針對出現(xiàn)的知識難點，要求學(xué)生在課后查閱文獻(xiàn)或書籍梳理知識，再次進(jìn)行討論與總結(jié)。學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)制作了關(guān)于妊娠期弓形蟲感染和免疫方面的PPT，并做如下匯報：流行病學(xué)調(diào)查結(jié)果顯示，我國孕婦弓形蟲感染率為6.6%～32.9%，約50%孕婦通過胎盤傳染給胎兒[4，5]。妊娠期弓形蟲感染誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1型極化并釋放一氧化氮(nitric oxide，NO)抑制弓形蟲活性，但過多的NO會引起宿主病理性損傷。此外，孕婦感染弓形蟲后誘導(dǎo)T細(xì)胞活化，使Th1細(xì)胞因子水平升高，對宿主起保護(hù)作用。但是，過度產(chǎn)生Th1細(xì)胞因子會引起母胎界面Th1/Th2免疫失衡，導(dǎo)致不良妊娠結(jié)局。目前，妊娠期抗弓形蟲的臨床一線用藥為乙酰螺旋霉素，雖然其毒副作用小，能有效抑制弓形蟲經(jīng)胎盤垂直感染胎兒，但并不能徹底治愈。教師在互相提問答疑環(huán)節(jié)提出如下問題：妊娠早期和晚期弓形蟲感染對胎兒的影響有何不同，除上述免疫反應(yīng)外，是否存在其他細(xì)胞免疫反應(yīng)。對于課堂上回答不夠全面的問題，學(xué)生課后再次查閱文獻(xiàn)并補充答疑。PBL教學(xué)模式強調(diào)以學(xué)生為中心,通過設(shè)計復(fù)雜、有意義、真實的問題式學(xué)習(xí)情境,指導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)解決實質(zhì)性問題或任務(wù),以及問題背后的專業(yè)知識[6]。學(xué)生通過查閱文獻(xiàn)梳理知識，在課堂上再次回答上述問題并共同討論：①妊娠早期感染弓形蟲垂直傳播率低，但胎兒病情嚴(yán)重；而妊娠晚期感染弓形蟲垂直傳播率高，但胎兒病情較輕，主要原因可能是妊娠晚期比妊娠早期胎兒的免疫系統(tǒng)發(fā)育相對成熟。②當(dāng)孕期感染弓形蟲時NK細(xì)胞被激活釋放IFN-γ，從而抑制弓形蟲入侵滋養(yǎng)細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)弓形蟲的增殖。然而，IFN-γ過度產(chǎn)生可增強NK細(xì)胞對滋養(yǎng)細(xì)胞的殺傷作用，導(dǎo)致胚胎發(fā)育遲緩或流產(chǎn)。學(xué)生通過以上先天性弓形蟲感染與免疫方面的學(xué)習(xí)，在教師的幫助與指導(dǎo)下，于Parasite Immunology雜志發(fā)表了"Cellular immunopathogenesis in primary Toxoplasma gondii infection during pregnancy"的英文綜述[7]。

PBL教學(xué)法加深了學(xué)生對弓形蟲感染與免疫的理解，同時在互相提問和答疑過程中培養(yǎng)了學(xué)生生自主學(xué)習(xí)、分析問題和解決問題的能力。

4 結(jié)語

上述多元化教學(xué)模式的應(yīng)用，使學(xué)生在實踐中將知識融會貫通，養(yǎng)成了不斷汲取新知識及掌握國內(nèi)外最新研究動態(tài)的習(xí)慣，培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻(xiàn)、梳理知識的能力及科研創(chuàng)新意識，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，最終提高了教學(xué)效果，為今后感染和免疫的研究奠定了堅實的基礎(chǔ)。