八年制學(xué)生生物化學(xué)實驗課程的改革

王麗影,李增霞,張 英,湯其群,查錫良

(復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系,上海 200032)

臨床醫(yī)學(xué)八年制是要培養(yǎng)具有科學(xué)基礎(chǔ)寬厚,專業(yè)技能扎實,創(chuàng)新能力強(qiáng),發(fā)展?jié)摿Υ?具有較強(qiáng)的臨床診斷和處理病例的能力的高層次醫(yī)學(xué)人才。生物化學(xué)作為醫(yī)學(xué)高等院校中的一門不可或缺的基礎(chǔ)課,它的理論及技術(shù)廣泛滲透到各門醫(yī)學(xué)課程中。生物化學(xué)實驗課是醫(yī)學(xué)專業(yè)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)課程和科研工作的重要鋪墊,其重要性日益突顯。

一、八年制生化實驗課改革的必要性

以往人們只是將生物化學(xué)實驗課視為理論課的補(bǔ)充,得不到充分重視。生物化學(xué)實驗課面臨一些主要問題:(1)針對性不強(qiáng):無論是什么專業(yè)的學(xué)生,都只有一套實驗教材,一套實驗步驟。(2)新技術(shù)未被及時納入:生化實驗往往只重復(fù)幾個經(jīng)典的實驗,不能帶給學(xué)生們科技的最新成果和新理念。(3)知識點含概性不夠全面:實驗課往往是隨著理論課進(jìn)程,如分別安排蛋白質(zhì)濃度測定、酶促反應(yīng)動力學(xué)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性測定等幾個獨立小實驗,一個實驗往往僅配合某個章節(jié)的一個知識點[1]。這種實驗教學(xué)模式雖然能使學(xué)生對所學(xué)理論知識增加理解和感性認(rèn)識,但思維受一定束縛,阻礙了學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性以及現(xiàn)代科學(xué)思維方法的形成。我們認(rèn)為加速實驗科學(xué)的發(fā)展,是生物科學(xué)發(fā)展和醫(yī)學(xué)研究的需要,所以醫(yī)學(xué)院校八年制生化實驗課的改革勢在必行。我們在實踐中摸索,建立起由基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、科研早期訓(xùn)練三部分組成的針對八年制的生化實驗教學(xué)體系。

二、綜合性實驗的思路構(gòu)建與實踐

分子生物學(xué)的迅猛發(fā)展使整個醫(yī)學(xué)科學(xué)研究提高到基因水平、分子水平。在臨床實踐上,基因診斷和基因治療已提到日程上。八年制學(xué)生代表了目前醫(yī)學(xué)在校學(xué)生的較高層次,應(yīng)該掌握一些結(jié)合當(dāng)前的新技術(shù)和新知識的分子生物學(xué)方面實驗的技能。我們除了開設(shè)一些基礎(chǔ)性生物化學(xué)實驗,適當(dāng)增加了分子生物學(xué)方面綜合性與設(shè)計性實驗的比重,將多個相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合,形成一系列連續(xù)性的綜合性實驗內(nèi)容,使學(xué)生循序漸進(jìn)地、系統(tǒng)地掌握實驗技術(shù)和理論[2]。

1.整合分子生物學(xué)相關(guān)實驗。人乙醛脫氫酶2(ALDH2)是酒精代謝中最重要的關(guān)鍵酶之一。編碼ALDH2的基因具有高度的遺傳多態(tài)性并決定人對酒精的耐受性。我們通過大量篩選和比較之后設(shè)計的實驗是串聯(lián)“通過口腔拭子法或毛發(fā)毛囊抽提全基因組DNA”[3]及“PCR法檢測人乙醛脫氫酶2的基因型多態(tài)性”[4]兩個實驗。亞洲人群中普遍存在突變型的乙醛脫氫酶2(ALDH2＊2)。異常的ALDH2分子結(jié)構(gòu)是其外顯子12中有一個G※A的點突變(即由ALDH 2＊1突變?yōu)锳LDH 2＊2),突變型ALDH2活性喪失,抑制了乙醛氧化為乙酸的過程,從而導(dǎo)致乙醛在肝臟內(nèi)大量累積,使突變攜帶者在喝酒后會有臉紅、心動過速、呼吸困難等不適反應(yīng),表現(xiàn)為對酒精的不耐受性。為了對ALDH2＊2等位基因的序列結(jié)構(gòu)及其重要功能有更深入的了解,我們的學(xué)生實驗將對不同個體的ALDH2多態(tài)性進(jìn)行研究。

2.學(xué)生就地取材抽提自己的基因組DNA,提高學(xué)生興趣。學(xué)生自己用消毒后的棉簽擦拭口腔中兩側(cè)臉頰收集口腔粘膜脫落細(xì)胞,利用口腔拭子微量DNA抽提試劑盒抽提不同個體基因DNA。這個方法很方便,既讓學(xué)生躍躍欲試,想知道自己的基因型及對酒精的耐受性,又免去學(xué)生對采集全血抽提基因組DNA方法的擔(dān)憂和恐懼。

3.學(xué)生在參與過程中明確科研工作的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性。該綜合實驗項目涉及真核細(xì)胞基因組DNA的提取、瓊脂糖凝膠電泳的核酸鑒定、PCR技術(shù)等步驟。該綜合性實驗在內(nèi)容上銜接緊密、承上啟下,每一個實驗結(jié)果都直接影響本組后續(xù)實驗的成功性。PCR技術(shù)包括引物設(shè)計、退火溫度摸索、循環(huán)數(shù)的確定等環(huán)節(jié),都可讓學(xué)生積極參與,學(xué)生可體會到科研過程的艱辛、科研工作的系統(tǒng)性和嚴(yán)謹(jǐn)性,增強(qiáng)了責(zé)任感。

4.課后思考題注重加強(qiáng)基礎(chǔ)知識與臨床醫(yī)學(xué)整合。我們組織學(xué)生積極討論思考綜合性實驗的相關(guān)內(nèi)容,比如:(1)統(tǒng)計本班學(xué)生的乙醛脫氫酶2總突變率及男、女同學(xué)該酶的突變率,并與文獻(xiàn)報道的亞洲人群該酶突變率相比較。(2)試舉一例說明通過檢測病人的基因多態(tài)性研究如何指導(dǎo)個性化用藥。讓學(xué)生認(rèn)識到疾病基因多態(tài)性的研究不但可以揭示同一種疾病不同臨床表型的實質(zhì),也可以為更具個性化的治療打下基礎(chǔ)。

三、科學(xué)研究思維方式的逐步建立

通過綜合性實驗,學(xué)生的實驗技能和科研素質(zhì)得到了顯著提高。下一步我們通過加強(qiáng)學(xué)生設(shè)計實驗的能力對學(xué)生加強(qiáng)科研早期訓(xùn)練。科研訓(xùn)練作為醫(yī)學(xué)八年制教學(xué)的一個重要內(nèi)容,著重培養(yǎng)學(xué)生的科研思想和創(chuàng)新意識。我們對有專業(yè)興趣傾向和部分有科研興趣的學(xué)生安排定期活動。第一階段老師先啟發(fā)性地給出幾個方面的課題,如化療藥物引起腫瘤細(xì)胞凋亡的機(jī)制、表皮生長因子受體為什么可以作為腫瘤治療的靶點等。學(xué)生自己動手選題、文獻(xiàn)檢索、撰寫綜述。然后學(xué)生向老師和同學(xué)們匯報討論,老師給出合理化建議。第二階段是學(xué)習(xí)實驗技術(shù)、談自己想法,逐步形成自己的科研思路,并通過自己動手設(shè)計實驗,寫科研基金申請書。復(fù)旦大學(xué)每年拿出經(jīng)費作為支持學(xué)生從事科學(xué)研究的專項基金。學(xué)生幾人為一組,在老師指導(dǎo)下完成實驗,為將來能夠獨立完成科研論文及其以后參與科學(xué)研究工作奠定基礎(chǔ)。

結(jié)語:通過對傳統(tǒng)實驗內(nèi)容進(jìn)行必要的重組、更新、優(yōu)化、整合,積極開展實驗?zāi)康男詮?qiáng)、內(nèi)容緊湊連貫的實驗,有利于鍛煉學(xué)生的系統(tǒng)性、創(chuàng)新性思維。科研訓(xùn)練有利于拓寬學(xué)生的科學(xué)視野、提高科研素質(zhì)和發(fā)展?jié)撃?加強(qiáng)動手能力,為助其日后成為創(chuàng)新型醫(yī)學(xué)人才打下堅實基礎(chǔ)。

[1]張淑華.改革實驗教學(xué)方法實行開放式實驗室的探討[J].醫(yī)學(xué)教育,2002,22(3):49-50.

[2]任 鳳,田余祥.改進(jìn)生物化學(xué)實驗教學(xué)[J].大連醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2001,23(2):158.

[3]李 華,梁東春,郭 剛,等.自口腔粘膜上皮脫落細(xì)胞中快速提取人基因組DNA的方法比較[J].中國檢驗醫(yī)學(xué)與臨床,2002,3(2):61-67.

[4]裘麗珍,鐘文濤,龔興國.人乙醛脫氫酶2基因＊1/＊2多態(tài)性與酒精性疾病[J].醫(yī)學(xué)分子生物學(xué)雜志,2007,4(2):164-167.