基因組醫學推進醫學遺傳學教育改革

段然慧　胡藝俏　夏昆

摘 要 基因組醫學利用人類基因組將生命科學和臨床醫學整合，并將其研究成果應用于臨床實踐。傳統的醫學教育模式已無法滿足當前社會對于人才要求的目標。醫學遺傳學作為醫學中重要的基礎學科，在面臨基因組醫學所帶來的臨床變革中，為了使學科教學與學科發展相適應，并培養學生的綜合素質和能力，必將要求課程體系和教學模式的變化，本文將從以上方面進行探討。

關鍵詞 基因組醫學 精準醫學 醫學遺傳學 教學改革

Abstract Genomic medicine integrates life science and clinical medicine with the human genome， and applies it to clinical practice. The traditional mode of medical education has been unable to meet the requirements of the current society. Medical genetics is a basic course of medicine is important， in the face of clinical change caused by genomic medicine， in order to make the teaching and discipline development to adapt， and cultivate students' comprehensive quality and ability， will change the course system and teaching model， this paper will discuss the above aspects.

Keywords Genome Medicine； precision medicine； medical genetics； teaching reform

近些年來，隨著“人類基因組計劃”的完成，以及新一代基因組測序技術的廣泛應用，我們已經步入“精準醫學”（Precision Medicine）新時代。精準醫學主要利用疾病基因組學以及藥物基因組學大數據，通過基因診斷并以此為依據對疾病進行分類、分型，根據基因組特征，采用最新的個性化治療等技術，為病人選擇最佳的治療方案，最有效的藥物，最安全的劑量，對傳統的醫療模式進行革命和創新。

基因組學始于20世紀80年代，90年代后隨著人類基因組計劃的啟動而迅猛發展。基因組醫學是由諸多科學家在2003年為紀念DNA雙螺旋結構發現50年時所提出的一個醫學領域的新名詞。基因組醫學是以人類基因組的研究為基礎，將生命科學與臨床醫學相整合，從而將基因組的研究成果快速地應用于臨床醫學實踐，這將是貫穿21世紀的在生命科學和臨床醫學領域的一次偉大革命。

在基因組醫學時代背景下，各臨床專業科室都必須適應基因組醫學帶來的臨床變革，不斷更新知識體系。醫學遺傳學作為一門基礎和臨床相互融合且發展飛快的學科，不僅要求醫學生掌握基礎知識，更要求其可以將相關知識致力于臨床實踐，這就要求我們對醫學遺傳學傳統教學內容及模式進行調整。因此，如何以基因組醫學為導向，著眼于精準醫學，推進臨床醫學教育，加強醫學遺傳學教學，提高教學質量，更好地讓學生掌握醫學遺傳學的臨床應用，并在以后的工作中將其普及社會是我們面臨的問題。綜上所述，我們對醫學遺傳學教學內容、課程體系及教學思維等進行了改革。

1 改進課程內容設置

我們以培養適應21世紀社會發展需要的新型醫學人才為目標，根據醫學專業的發展特點，合理設計醫學遺傳學課程，而課程的設置、編排等問題直接影響到教學進程、教學的內容和教學質量。因此，課程改革也是教學改革的核心問題之一。[1]

首先，對于基本的醫學遺傳學課程，我們將圍繞遺傳病開展教學，課前引導學生查閱資料，讓學生對遺傳病基礎有一定了解，課堂抽查課前預習效果。課堂上從臨床遺傳病常見病例著手，用實例激發學生學習興趣，介紹其發病機制，如何導致疾病發生和具體的研究方法，然后系統地介紹遺傳物質在疾病的發生、發展過程中的作用，最后再從臨床遺傳學角度開展疾病的預防、診斷與治療，基本知識點和原則逐點介紹。

其次，根據醫學遺傳學課程發展需要，我們新增加生物信息學內容，介紹如何利用信息學和統計學等學科的技術，收集、整理、研究目前快速發展的基因組測序、蛋白質組序列測定、結構解析和代謝組等領域的大規模數據，同時通過生物信息學的研究實例，講解生物信息學的基本知識和重要作用，激發學生對本門學科的興趣。通過病例為示范，引導學生將生物信息學理論知識用于實踐。例如我們實驗室收集到一個高度近視的隱性遺傳家系，致病原因未明，我們先采用基因芯片進行連鎖分析定位致病區間，然后對兩個患者和一個正常人進行全外顯子測序，指導學生運用生物信息學分析法對三個樣本的測序結果進行數據分析，對檢測到的患者共有的而正常人沒有的外顯子區間影響功能的純合突變進行初步篩選并對定位致病區間的突變在家系內進一步篩選驗證，最后成功定位到3號染色體189713156位置上的NLEPREL1基因一個GLN氨基酸的終止突變。該基因與膠原蛋白的裝配和穩定性有關，此突變與帶有白內障和玻璃體視網膜退化表型的非綜合征型高度近視有關。這樣的案例式教學法不僅鞏固了學生對理論知識的理解，也提高了學生進行科學分析問題的能力。

醫學遺傳學是一門涉及數千種遺傳性疾病的基礎理論和臨床實踐的綜合性學科，具有基礎性和前沿性并存的特點。[2]為了讓學生了解到最前沿的科研動態及相關遺傳病的研究進展，我們同時開設了“醫學遺傳學研究進展”課程。“醫學遺傳學研究進展”是一門以“醫學遺傳學”課程為基礎的課程，它著眼于現代醫學遺傳學最新最受關注的領域，旨在讓學生對醫學遺傳學的知識進行消化和升華，它的課程內容緊跟國內外前沿，針對國內外研究的熱點內容和最新進展設置講座內容，結合教師當前研究的科研項目進展加以講解，促使學生了解和關注醫學遺傳學的前沿進展。該系列講座強調結合基礎科學和臨床科學，通過該課程的學習，開闊學生的眼界，掌握最前沿的科研進展。

2 改革課程體系

絕大多數疾病均與遺傳相關，臨床中每個科室都應不斷更新對相關疾病的知識，因此我們在臨床醫學范疇下的二級學科的教學環節中應增加相關醫學遺傳學內容的介紹。例如，消化系統專業課，我們將增加消化系統的遺傳學基礎知識的介紹；神經內科專業課程，我們擬設置專門的神經內科遺傳病及致病的遺傳學基礎的章節，系統介紹神經內科常見的遺傳病種類、遺傳學基礎、分子和細胞系診斷方法以及相應的遺傳咨詢要點。

將基因組學作為一個大平臺，根據不同的學科，每個學科上課的比重都不一樣，把基因組醫學與疾病基因組學灌輸到臨床，教師在授課過程中，不僅教授核心知識點，并且把基因組醫學、遺傳病學、精準醫學、個體化醫療等理念貫穿到臨床教學中去，使學生掌握從基因組水平上考慮對疾病診斷、防治與治療的重要觀念。通過打破常規，教授新的醫學遺傳學理念，以鼓勵學生不拘泥傳統的循征醫學思維模式，以基因研究為導向，提倡“精準醫學”，讓個體化醫療這一概念從理論中走向生活。

3 轉變教學思維，引領學生建立個體化醫療的觀念

在教學上，我們率先突破常規的循征醫學思維模式，建立以基因研究為導向，提倡精準醫學的思維模式。“精準醫學”是以個體化醫療為基礎，隨著基因組測序技術快速進步以及生物信息與大數據科學的交叉應用而發展起來的新型醫學概念與醫療模式。其本質上是通過基因組、蛋白質組等組學技術和醫學前沿技術，對大樣本人群與特定疾病類型進行生物標記物的分析與鑒定、驗證與應用，精確尋找到疾病原因和治療靶點，并對一種疾病不同狀態和過程進行精確亞分類，最終實現對于疾病和特定患者進行個性化精準治療的目的，提高疾病診治與預防的效益，這是對傳統醫療模式的革命和創新。[3]美國總統Barack Obama在今年年初的國情咨文中正式宣布精準醫學計劃（Precision Medicine Initiative），該計劃的提出是集合了諸多現代醫學科技發展的知識與技術體系，體現了醫學科學發展趨勢，也代表了臨床實踐發展的方向。[4]我們順應時代發展潮流，率先將個性化醫療、精準醫學的理念引入課堂，不斷滲透精準醫學理念，使學生掌握從基因水平上考慮對疾病診斷與防治的重要觀念。

為引領學生建立個體化醫療的觀念，需要我們加強各相關學科的交叉融合，使現有的教學知識體系更加完善，讓學生們能夠學以致用。我們積極推進與細胞生物學、生物化學、分子生物學、病理學、醫學免疫學、生物信息學、預防醫學、材料學、計算機學等其他學科交叉融合，既促進不同學科之間的相互融合交流，又培養了學生跨學科的思維模式。通過交叉學科的建設，學生將本科專業知識和醫學遺傳學知識重新組合，更具創新性思維。我們還成立了“教育部國家生命科學與技術人才培養基地”，吸引了不同專業的學生進入醫學遺傳學領域來，學生在實踐課題或項目的設計當中，不僅僅局限于本學科，并引進其他相關學科的方法，利用其他學科的優勢來彌補自身不足。

科學技術飛速發展，已進入大數據時代，高效準確地處理數據顯得愈發重要。以醫療大數據作為支撐，通過基因組、蛋白質組等組學技術和醫學前沿技術，精確尋找到疾病的原因和治療的靶點，實現對于疾病和特定患者進行個性化精準治療是“精準醫學”的最終目的。因此，我們需要建立一套完善、有效的數據分析平臺。我們與生物信息專業進行合作，將臨床診斷中收集的數據，進行科學的數據分析，再將分析的結果反饋到臨床中去，建立個體化醫療。同時，在授課過程中，不但傳授醫學遺傳學核心知識點內容，而且將精準醫學理念滲透到教學的各個環節，使學生從基因水平上考慮對疾病診斷與防治的重要觀念。

醫學遺傳學發展非常迅速，基因組學技術和規模化的特征將會延續并發揚，大數據、復雜信息、新概念和新知識等等，都在不斷地催生新的教學思路和新的思維境界。從“DNA到RNA再到蛋白質”和各類“組學”研究，最終將匯集在一個或者數個生物學命題下（比如癌癥、代謝疾病、腦發育與認知等），形成一種整合性、更高層次的“數據—信息—知識”消化和理解過程。[5]作為醫學遺傳學教育工作者，要針對未來生物醫學基礎和臨床科學的發展，整合基因組生物學新的學科前沿，運用新的概念和技術，將“3P”醫學時代——預測 （Predictive）、預防（Preventive）和實現個體化（Personalized）治療的理念融入臨床醫學教育中， 為實現全社會“從實驗室到病床”、“從實驗室到家庭和個人”的衛生與健康保障，及時地、有效地提供專業人才。

*通訊作者：夏昆

€L芟钅孔手焊孟钅坑？015年湖南省普通高等學校教學改革研究項目、2015年中南大學教學改革研究立項項目、2015年中南大學開放式精品示范課堂計劃和2016中南大學創新創業教育課程建設項目支持

參考文獻

[1] 張金波，朱金玲，侯霞，張玉萍，劉爽.構建培養新型醫學人才的醫學遺傳學課程體系改革[J].現代生物醫學進展，2010.16：3106-3108.

[2] 劉迎春，鄒起練.醫學遺傳學教學改革初探[J].福建醫科大學學報（社會科學版），2007.4：47-49.

[3] 本刊綜合.曹雪濤院士談精準醫學[J].人人健康，2015.7：14-16.

[4] Ashley EA. The Precision Medicine Initiative：A New National Effort. JAMA.2015；313（21）：2119-2120.

[5] 于軍.“人類基因組計劃”回顧與展望：從基因組生物學到精準醫學[J].自然雜志，2013.5：326-331.