藥學理科基地班課程體系改革與創新初探

秦斌

摘要：針對沈陽藥科大學現行藥學理科基地班課程體系問題，為培養適合新時代藥學產業及藥學研究的人才，文章初步探討了增加生物制藥相關課程（如免疫學）、開設人工智能和機器學習相關課程、開設導師課等課程的迫切需要及可能性。新課程的補充不僅可以完善藥學理科基地班現行的課程體系，還能夠使學生緊跟藥學發展的時代潮流，更可以培養學生的創新意識與科學素養，從而達到理科基地班培養研究型人才的目標。

關鍵詞：藥學理科基地班;課程體系改革;生物藥物;人工智能

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2019）49-0079-02

藥學是多學科交叉、綜合性強、創新與應用性并重的一門學科。隨著我國醫藥產業的快速發展，特別是近年來創新藥及生物藥的不斷涌現，社會對高素質、創新型的藥學綜合及專門人才的需求與日俱增，因此，如何設置科學合理、與社會需求相適應的藥學專業高等教育培養模式與課程體系具有重要意義，也是高等藥學教育亟待解決的課題。沈陽藥科大學藥學理科基地班是遼寧省內唯一“國家理科基礎科學研究與教學人才培養基地”，該專業培養能夠掌握藥學學科基本理論，具有良好的科學素養、較強的創新意識，具備進行藥學基礎科學研究的基本能力，能夠在高等學校和藥學研究等領域從事藥學基礎科學研究、創新藥物研究和高等藥學教育的研究型藥學專門人才。該專業實行“學士—碩士—博士”連讀分流制。

一、增加生物制藥相關課程

生物制藥產業正在成為21世紀創新最為活躍、發展最為迅猛的新興產業，據統計，2018年全球銷售額前20的藥物中，有12個為生物藥，包括抗體、疫苗、融合蛋白、胰島素等，其中銷售額最高的為艾伯維公司治療自身免疫性疾病的阿達木單抗（商品名：修美樂），2018年全球銷售額為199億美元。此外，生物制藥領域也不斷涌現新技術，如近年來免疫療法、重組多克隆抗體、雙特異性抗體等創新技術。經過25年的準備階段與發展階段后，中國生物創新藥發展也迎來了春天，不斷涌現出掌握自主知識產權的生物制藥企業，國產創新生物藥近年來也不斷進入市場。例如，2018年12月17日，君實生物的首個國產PD-1抗體藥物瑞普利單抗注射液（商品名：拓益）被國家藥品監督管理局（NMPA）批準上市，10天后，信達生物的PD-1抗體藥物信迪利單抗注射液（商品名：達伯舒）也獲批上市。市場的迅速發展使得企業對于生物制藥專業人才的需求猛增，而生物制藥人才的嚴重不足，已成為制約我國生物醫藥產業發展的瓶頸。

二、開設人工智能和機器學習相關課程

自1997年IBM公司的深藍系統戰勝國際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫到2016年谷歌公司的Alpha Go擊敗圍棋世界冠軍、職業九段棋手李世石，人工智能、機器學習全面爆發，成為近年來科技創新的絕對熱點領域。人工智能不僅僅是科學革命，更在悄然改變人們日常生活的方方面面，例如自動駕駛、Siri語音助手、網購推薦及新聞推薦等都有人工智能的影子。而在藥物研發領域，人工智能及機器學習也正嶄露頭角。盡管在20世紀60年代已經出現計算機輔助藥物設計，但進入2010年后，人工智能及機器學習已在藥物先導化合物發現、藥物分子設計及藥物分子合成中取得了一系列進展。傳統的新藥研發方式，通常需要十年以上的研究周期及數十億美元的投入。而人工智能助力的藥物研發不僅將長達數年的研發過程縮短至幾個月，并且提高了準確率，降低了研發費用。例如近日AI藥物研發公司Insilico Medicine與藥明康德以及多倫多大學的科學家在“Nature Biotechnology”報道了在21天內，運用一個名為“GENTRL”的人工智能系統，設計出了6個新的DDR1抑制劑的研究工作。在這6個新發現的化合物中，4個化合物在生化檢測中得到驗證，2個在細胞檢測中檢測到了活性，其中1個化學物在小鼠體內上取到了較好效果。除Insilico Medicine公司外，Atomwise、Numerate、BenevolentAI等初創公司也聚焦在人工智能+醫藥研發領域。此外，上海大學的Mark Waller教授和德國明斯特大學的Marwin Segler博士等人在《Nature》雜志上報道了一款可以通過自主學習有機反應來設計分子合成路線的人工智能新工具，人工智能可助力復雜藥物的合成。

三、開設導師課程

我校理科基地班的培養目標是培養能夠在高等學校和藥學研究等領域從事藥學基礎科學研究、創新藥物研究和高等藥學教育的研究型藥學專門人才，因此培養學生的創新意識及科學素養較為重要。在現行的理科基地班課程系統中，盡管包含科研能力訓練等研究型課程，該課程要求學生進到學校的課題組中，并參與一定的科研工作。但由于科研訓練時間短，學生基本停留在看或者簡單的操作等階段，很難做到多層次地了解課題組的研究方向，更難培養學生獨立地思考相關科學問題的能力。為了更好地培養學生的創新意識、提高學生的科學素養，可開設導師課程。在該課程中，藥學理科基地班學生在二年級時利用課余時間進入感興趣的課題組，由課題組導師根據課題組研究方向講授相關領域的基本知識及前沿研究，并講授簡單的文獻檢索知識，讓學生可以自己查閱文獻，并追蹤最新研究成果。此外，進入課題組的本科生還要參與課題組的組會，學習研究生的研究工作，并通過查閱文獻為課題組匯報最新的研究動態;在此基礎上，本科生需在導師或導師組的指導下參與一定的研究課題，負責課題組課題的某一部分，或者在導師的允許下獨立開展某項課題。經過1—2年的導師課程學習，基地班學生可深入了解所在課題組研究及相關領域的國內外研究動態，這對于培養學生的科學素養、創新意識、思考和動手能力具有重要的促進作用。

我校藥學理科基地班目前每年的招生人數為64人，因招生人數較少，在該專業增加生物制藥相關課程、開設人工智能和機器學習相關課程、開設導師課等課程具有較大的可操作性，相關授課教師也極容易滿足。另外，增加或開設上述課程不僅可以彌補現行理科基地班課程體系銜接藥學產業發展的不足，還可開闊學生視野，培養學生的創新意識，從而提升藥學理科基地班的培養質量，進而為國家輸送高質量的藥學研究人才。

參考文獻：

[1]雷世成，楊永紅.生物制藥的發展現狀、特征及技術平臺[J].臨床醫藥文獻電子雜志，2019，6（55）：14-16.

[2]https：//www.linkedin.com/pulse/20-best-selling-drugs-2018-luca-dezzani-md

[3]Zhavoronkov A，Ivanenkov YA，Aliper A，et.al.Deep learning enables rapid identification of potent DDR1 kinase inhibitors[J].Nature Biotechnology，2019，37（9）：1038-1040.

[4]Segler MHS，Preuss M，Waller MP.Planning chemical syntheses with deep neural networks and symbolic AI[J].Nature，2018，555：604-610.