轉化醫學理念下開放式動物實驗學習效果探討

郭萌穎,董芷函,張娜娜,陳博學,夏雪怡,魯 進,王英諾,曲 萌,于春艷

(1.北華大學口腔醫學專業,吉林 吉林 132013; 2.吉林一中,吉林 吉林 132013; 3.北華大學臨床醫學專業,吉林 吉林 132013; 4.北華大學護理專業,吉林 吉林 132013; 5.北華大學醫學院分子生物教研室,吉林 吉林 132013; 6.北華大學醫學院病理教研室,吉林 吉林 132013)

為滿足培養醫學復合型人才的需要,我校生物化學與分子生物學教研組將醫學轉化理念全方位引入到教學當中,在完成大綱所規定的理論和實驗教學外,開設了開放式綜合型設計性動物實驗,通過理論和實驗操作的考核篩選,筆者有幸參加了這一教學改革與科研培訓相結合的創新性課程的學習,并將學習過程及心得探討總結如下:

1 轉化醫學理念

轉化醫學是把生命科學和醫學基礎研究的成果轉化為臨床可利用的理論和技術[1]。 轉化醫學其實是以解決實驗室和臨床問題為目的的醫學研究理念,被認為是連接基礎學科與實驗室、臨床學科間的橋梁。 轉化醫學的概念提出后,到目前,美國已經在60 多所大學建立了轉化醫學研究中心,英國、歐盟等發達國家和地區也相繼投入巨資建立和發展轉化研究,并在醫學教學中不斷地強調和推行轉化的教育理念[2-3]。 在我國,如清華大學、復旦大學、中南大學等重點大學的醫學教學當中也先后引入了轉化醫學理念。 在此背景下,要求醫學生在學習中也需貫徹轉化理念,將所學習的理論知識與科研成果及臨床案例緊密聯系起來,從而建立縝密而科學的知識體系。

生物化學與分子生物學,與多學科、多領域相互滲透、相互交叉,其理論與應用緊密聯系,其本質上具有轉化特性。 作為臨床醫學專業的學生,生物化學與分子生物學這一迅速發展的生命科學的前沿學科,既是醫學基礎課學習中的主干課程,又是后續臨床各?？普n程學習的重要依托課程,更是我們將來從事基礎研究工作及再深造必備的理論和技術。 可見,參加生物化學與分子生物學的開放式綜合性設計性動物實驗,可使我們拓寬視野,開闊思路,在鞏固理論知識的同時建立和完善科研思維。

2 開放式動物實驗

本次開放式綜合性設計性動物實驗是在完成生物化學與分子生物學實驗教學大綱所規定的實驗項目,如《血紅蛋白吸收光譜的測定》、《血糖含量測定》、《質粒DNA 的提取》、《核酸定量測定》、《瓊脂糖凝膠電泳》等項目,具備了完成本次開放式動物實驗的能力后進行的。 在本次開放性動物實驗中需要完成的指標包括:兔血的采集、兔脾的摘取、兔基因組DNA 的提取、DNA 濃度及純度檢測、GAPDH 基因片段的擴增及鑒定。 為保證實驗的順利進行,在教師的培訓和指導下我們將此次動物實驗分為如下模塊:

2.1 教師培訓

2.1.1 實驗原理及方法培訓

針對本次開放性實驗,指導教師為我們講解了各個子實驗的原理,每個子實驗提供了2 ～3 個不同的方法,如兔基因組DNA 的提取我們可根據自己實驗設計選擇從兔血白細胞中提取,也可從兔脾白細胞中提取;提取的方法可以根據參考書《分子生物學實驗技術》[4]選擇酚抽提法、甲酰胺解聚法,也可選擇試劑盒提取,還可以根據文獻查詢,設計實驗室現有條件可完成的方法。

2.1.2 實驗動物倫理培訓

動物實驗是醫學研究中所采取的必要手段,在進行動物實驗時,我們需要做到:為實驗動物提供良好的生存和生活環境;肯定實驗動物對人類的貢獻;在實驗過程中,盡量減少動物的疼疼和驚恐;手術、解剖實驗動物時,必須進行有效的麻醉;避免非實驗目的的傷害或虐待實驗動物;當實驗結束時,須按照人道原則實施處死。

這些動物實驗的倫理原則,不僅是實驗結果可重復的前提保證,也是人文精神的重要體現。 認真、嚴肅、科學的對待生命是每一個醫學生均需具備的職業素養。

2.1.3 實驗技術及安全培訓

帶教教師拍攝了本次開放性實驗所需使用的儀器設備以及基本實驗技能視頻,通過視頻學習,初步掌握了儀器的正確使用、保養和使用時應注意的事項,離心管、移液器吸頭的清洗、消毒和滅菌,常規試劑的配制、滅菌等實驗技能。

在實驗室安全教育中,老師詳細講解了在接觸水、電、火和易燃易爆或具腐蝕性、毒性的試劑時的注意事項,系統地學習了實驗室安全守則。

實驗技能及實驗室安全培訓結束后,需參加考核,合格者允許進入實驗室參加開放式實驗的繼續學習。

2.2 實驗設計及操作

本次開放式綜合型設計實驗是以兔血或兔脾為基礎原材料,實驗內容包括:“真核基因組DNA的提取”、“核酸的定量檢測”、“基因組目的片段的PCR 擴增”、“瓊脂糖凝膠電泳”等實驗。參加本次開放式實驗的學生分組后,帶教教師要求每個學生獨立完成實驗設計,并交于實驗小組共同討論,最后擬定本組的設計方案。 方案中需要包括具體的操作步驟、所用儀器設備及數量、試劑種類和劑量等內容。 經帶教教師審定批準后,由學生獨立完成整個實驗操作過程。

2.3 數據整理

實驗數據的整理與分析是科研工作中最重要的一個環節,在常規的驗證性實驗中,由于帶教老師的嚴謹設計及嚴格把控,盡管我們的一些操作不是非常規范,也會得到預期的“正結果”。 而在開放式實驗中,會出現實驗結果偏離預期結果的現象。帶教教師要求我們真實記錄實驗中涉及的每一個數據,包括操作過程中的各個參數和所得結果。 所得結果不論“正”“負”,均需進行分析和討論,并要進行選取不同實驗方法的兩個平行組間的數據比較,探討不同實驗方法的優缺點,查找實驗失敗的具體原因。

3 小結

開放式綜合型設計性動物實驗對于我們醫學本科生來講,是一個全新形式的學習課程。 經過帶教老師的精心設計,把幾個獨立的子實驗巧妙地串聯在一起,并將醫學轉化的理念貫穿于課程的始終,構成了從動物取材到基因組擴增片段鑒定,這樣一個小型的全科研過程。 從獨立進行試驗設計到數據結果的比較分析,不但使我們在獨立思考、創新思維、團隊合作等方面得到了訓練和提高,還讓我們懂得了規范操作的重要性,真實可靠的實驗數據是靠嚴謹的科學態度獲得的。 同時,也使我們帶著濃厚的興趣將生物化學與分子生物學理論課堂上所學習的知識與實驗室中科研工作緊密聯系在一起。 更可喜的是,這次學習,為我們后期申請到國家級大學生創新技術課題,打下了堅實的基礎。