醫學院校電鏡平臺建設相關問題探討

□ 謝作良 XIE Zuo-liang 劉曉明 LIU Xiao-ming 李超 Li Chao 林振坤 LIN Zhen-kun

Electron microscope is an indispensable large-scale equipment in the field of medical biology research, and it is the basic means and important condition guarantee for scientific research. The construction of electron microscope platform in medical colleges has far-reaching significance for medical biology research. Medical colleges and universities should strengthen the construction of electron microscope platform, strengthen the maintenance of electron microscope equipment and resource sharing, and also pay attention to the cultivation of electron microscope technicians' practical ability, thinking and exploration ability, adaptability and innovative practice ability, so as to improve the technical service level of electron microscope technicians.

隨著實驗技術及科研水平的飛速發展，國內外醫學院校不斷加大對實驗室平臺建設力度，確保高精尖硬件條件及軟件條件能滿足醫學生物領域科研所需，從而吸引國內外高層次人才及享譽醫學領域高精尖人才的加盟，進而推動國內醫學快速發展，為人民健康保駕護航。

電子顯微鏡(簡稱“電鏡”)技術已成為醫學生物學領域研究中不可或缺的科研設備，是進行醫學實驗、教學和從事高精尖生物醫學科研工作必不可少的研究手段和重要保障[1]，也是發現結構生物學自然演變規律和實施醫學生物科學研究的技術基礎，尤其在臨床診斷、醫學研究方面的應用受到廣泛關注。為解決醫學科研中“卡脖子”及“瓶頸性”研究問題，提升科研水平，國內各醫學院校紛紛開始建設電鏡平臺中心，并取得了良好的科研成效。本文對目前國內醫學院校電鏡平臺建設情況及存在問題進行探討，以期為醫學院校電鏡平臺建設與合理使用提供參考。

電鏡技術發展及其在醫學研究中的應用

20 世紀電鏡的發明，極大地促進了醫學研究從宏觀領域向微觀領域發展，先后揭示了細菌、病毒和動植物細胞等亞顯微生物體的結構奧妙。經過50 多年的發展，電鏡已成為現代科學研究中不可缺少的重要工具，是科研工作者從事生物結構科研工作不可缺少的工具。電鏡技術建立在光學顯微鏡的基礎上，其分辨率可達到0.2nm，遠超傳統光學顯微鏡的分辨范圍，可以在納米乃至原子級別上研究物質內在及表面的結構，各物質之間的物理及化學成分之間的相互作用，極大地加深了科研工作者對物質結構性能關系從抽象化到形象化的理解，彌補了光學顯微鏡的局限性，推進了各學科、各領域的快速發展，尤其對生命科學、物理、化學、材料等相關領域的研究起到了顯著推動作用[2]。

隨著分子生物學、基礎醫學、臨床醫學等研究領域的深入研究及探索，原有的光學設備及實驗技術已經無法滿足生物醫學更深層次的研究需要，特別是對超微生物結構的研究。因此引入電鏡技術對微生物及醫學樣品內部超微結構、表面形貌、元素成分及分子結構進行研究，并揭示其與功能關系顯得尤為重要[3]。隨著電鏡技術的廣泛應用，其在結構分子生物醫學研究、臨床診斷等多學科和交叉學科中的應用越來越重要，更具有獨特的研究與診斷價值，已成為醫學領域科研工作不可或缺的科研、診療設備。查閱國內外文獻，可以發現利用電鏡技術開展的醫學相關研究不斷地揭示生命現象自然演變的復雜本質及規律，電鏡采集的數據和圖片也成為生命科學、醫學領域頂級期刊研究論文有力佐證，電鏡技術已成為醫學、生物學研究領域不可缺少的研究設備。

2017 年的諾貝爾化學獎授予了瑞士、美國和英國的三位科學家，以表彰他們在冷凍顯微技術領域的貢獻。在頒獎會上一位評選委員指出：“科學發現往往建立在對肉眼看不見的微觀世界進行成功顯像的基礎之上，但是在很長時間里，已有的顯微技術無法充分展示分子生命周期全過程，在生物化學圖譜上留下很多空白，而低溫冷凍電子顯微鏡將生物化學帶入了一個新時代”。現代醫學研究快速發展的今天，電鏡技術在醫學領域的應用日益廣泛，不僅極大地推進了醫學科研的快速發展，也提高了臨床診斷的準確性，為疾病預防、診斷和治療提供了有效手段。

電鏡平臺建設策略與資源共享

目前，電鏡已成為醫學研究和臨床診斷中極為重要的工具，對活檢組織、腫瘤及血液細胞等臨床采集的生物材料進行電鏡病理診斷已成為一些疾病診斷的“金標準”和最終診斷依據[4-6]。隨著科技的發展，市場上出現了各種類型及不同功能的電鏡，如掃描電鏡、場發射透射電鏡、低溫冷凍電鏡、原子力電鏡等，可用于不同目的的醫學研究和臨床應用，多種類型電鏡共用并形成電鏡科研平臺有利于提升醫學科研機構整體研究實力。然而，電鏡價格昂貴，醫學院校大型科研設備的購置預算有限，加之電鏡人才缺乏，限制了其構建完整電鏡平臺的能力。為避免醫學院校分散購置電鏡資源浪費，整合大型科研設備資源，實現不同類型電鏡資源共享，提高高精尖大型科研設備的使用率與產出率，科技部《關于推動大型科學儀器資源共享工作情況報告》中要求資源的合理配置、充分利用及創建開放式實驗室平臺，確保科研設備的最大使用效益，提高其使用率、完好率，不斷實現人、財、物和技術的協調統一。

為使電鏡資源共享、達到最大化利用，國內各大醫學院校在電鏡平臺建設時要考慮資源共享，實現電鏡資源信息化和網絡化，具體建議如下[7-11]：(1)醫學院校建立電鏡平臺網絡信息交流與預約使用平臺，并在信息平臺上標注電鏡型號、規格、管理人員及開放時間等信息，以便利電鏡開放共享，促進電鏡充分發揮效用。(2)醫學院校電鏡平臺中心要強化電鏡從業者專業培訓，建立激勵與監督管理機制，確保電鏡從業者能夠以專業水準提供服務。相關部門要制定醫學院校電鏡使用質控與考核機制，確保電鏡達到使用標準。(3)制定相關政策鼓勵醫學院校提供電鏡共享服務，同時鼓勵使用單位優先考慮使用已有電鏡資源。(4)國家出臺政策鼓勵企業和社會力量以多種方式參與醫學院校電鏡平臺建設及開放共享計劃，進一步促進電鏡使用的社會化。

電鏡技術人才培養對醫學院校電鏡平臺建設的作用

隨著國內外科學技術不斷發展，醫學院校科研水平不斷提升，各種先進的分析儀器設備逐步投入科研工作，電鏡技術也日趨成熟并得以廣泛應用，對電鏡人才的需求也越來越大。電鏡設備對操作人員具有極高要求，電鏡從業人員要滿足以下幾個方面才能促進醫學院校電鏡中心長期穩定發展：(1)電鏡從業人員需要熱愛電鏡工作，對待工作認真負責。(2)電鏡從業人員需要不斷學習電鏡發展新理論、新知識、新的發展趨勢，要具備良好的電鏡專業理論知識，要深度了解和精通各類生物圖譜形態及構造，如要加強對細菌、病毒以及動植物細胞的亞顯微、顯微及超微結構及形態學改變的分辨能力。(3)精通掌握各類型電鏡每個環節的操作使用流程及管理、維修和保養能力，并且電鏡技術人才要有極強的科研實戰能力。(4)電鏡人才要工作積極上進，同時要具備較強的鉆研實踐能力及溝通能力，要兼備不同學科領域間的科研團隊協作精神，不斷接受電鏡技術新變革及新發展，從而推動電鏡在醫學科研領域中的高效應用。

通過調研發現，目前醫學院校極其缺乏專業的電鏡操作與維護人才，導致電鏡設備無法充分發揮其作用。與國際同行相比，我國在電鏡領域應用時間較短，但發展迅速，人才短缺依然是制約我國開展電鏡相關研究的短板。目前國內開設電子光學課程的學校較少，能夠講好電子光學這門課的老師也不多，能帶好電子光學研究生的合格教授更是寥寥無幾。電鏡的使用與維修人員除了要掌握電子光學相關技術之外，還要掌握普通光學、電磁學、陰極電子學、真空技術以及電子線路、自動控制等相關的學科和技術，因此培養高水平電鏡使用和維護人才是當務之急。

電鏡使用人才的培養需要經過樣品制備到控制電鏡采樣條件，到圖像處理等培養過程。建議電鏡人才培養具體舉措如下：(1)國家的主管部門應制定激勵政策鼓勵科研工作者和有實力、有擔當、有創新精神的企業家積極參與電鏡研發與生產，并為國產電鏡研發與生產創造條件。(2)鼓勵醫學院校購買國產電鏡，加強電鏡售后服務及技術指導，從而增強用戶使用國產電鏡的決心和信心。(3)電鏡作為醫學院校的優勢資源，是高水平科研工作的有力保障，也是培養創新型人才的重要途徑。國家要對培養電鏡人才的學校給予扶持，加強電鏡教師隊伍建設、更新教學理念、優化教學內容及突出對電鏡人才實踐培養，加強電鏡學習者和從業者對應用電鏡技術開展科研工作的創新能動性，更好地服務于醫學院校電鏡平臺。(4)醫學院校需要為電鏡人才提供與之相匹配的待遇和管理機制，為其提供職業上升空間。(5)國家制定政策鼓勵國外從事電鏡關鍵技術及人才培養的人才回國工作。

綜上所述，醫學院校要加大電鏡平臺建設力度，加強電鏡設備維護及資源共享，有效推動電鏡在醫學生物學領域中的發展。同時各大醫學院校電鏡平臺中心也要注重對電鏡技術人員動手能力、思考探索能力、應變能力和創新實踐能力的培養[12-13]，不斷提升電鏡技術人員的技術及服務水平，進一步推動電鏡及相關科研工作的發展。