精準醫學時代下臨床醫學專業生物化學教學的實踐分析

華 娟 王秀云 章華兵

(安徽醫科大學生物化學與分子生物學教研室 安徽 合肥 230032)

近年來，在科學和政治觀點的推動下，精準醫療(precision medicine)一詞變得非常流行。然而，它的確切含義以及它與“分層醫學”、“靶向治療”和“深度表型分析”等其他流行術語有何不同仍不清楚。精準醫療常用的定義側重于患者的分層，有時稱為新分類法，包括臨床、生活方式、遺傳和進一步生物標志物信息在內的大規模數據，超越了經典的“體征和癥狀”方法。精準醫療作為一種醫療保健戰略繼續發展，早期領域對“三重目標”產生影響，但重大挑戰阻礙了其完全顛覆性的潛力[1]。

精準醫療是一種基于個人的基因差異(包括他們的基因組、微生物組、健康史、生活方式以及膳食)而制定的個性化疾病預防與治療的新興醫療方法。精準醫學有望以 15 年前人類基因組首次測序時想象的方式對患者、醫療保健提供系統和研究參與者產生影響。雖然使用基于基因組的技術的發現已經加速，但這些技術才剛剛開始應用于臨床醫學。2015年美國前總統奧巴馬在演講中宣布推出“精準醫療計劃”項目，該計劃將招收超過100萬人，參與者應共享10多年來包括測序、電子病歷、個人報告信息和數字健康技術等數據，由此世界范圍內開始掀起了精準醫學的浪潮[2-3]。我國中央領導同樣高度重視精準醫療的實施，并將其納入“十三五”健康保障發展問題研究的重大專項之一，政府和其他單位部門正在進行幾項努力旨在建立大規模基因組信息的數據存儲庫。目前，精準醫學已成為現代臨床醫學未來的發展方向，也是醫學課程的改革方向，對于推動我們理解疾病生物學和發病機制具有重要意義，可以為個人和人群提供精確的數據作為醫療保健基礎[4]。生物化學屬于生命科學的前沿學科，其眾多理論和技術已滲入到臨床醫學的各個領域，是現代醫學教育的重要組成部分也是實現精準醫學目標的重要基礎，在醫學類專業的人才培養體系中占有重要地位[5]。因此，在精準醫療的時代背景下，探索面向精準醫學的醫學生物化學教學創新思維培養的改革具有重要的意義。目前傳統的生物化學課程教學模式存在諸多問題，導致醫學生對生物化學基礎理論知識的掌握程度及運用所學內容解決實際問題的能力較差，無法滿足精準醫療時代對醫學生的基礎理論知識結構和能力的要求。因此，積極探索精準醫療時代背景下的生物化學課程創新思維培養的改革勢在必行。

1 調整教學內容，在教學的全過程中融入精準醫療理念

隨著健康中國戰略的全面推進和中國醫療衛生事業的飛速發展，醫學人才的培養也面臨著重新定位，精準醫療時代的到來對臨床醫學人才的培養提出了更高更新的要求,如何提高臨床醫學人才的精準醫療創新思維成為醫學教育的一個新的挑戰。醫學生物化學是與精準醫療理念聯系十分密切的一門學科，其理論知識內容更新速度快，生物化學教學教材內的知識內容經典，但不能緊跟科學技術的發展。隨著新理論、新技術和新手段不斷涌現，我們需要及時融入前沿知識內容，拓寬學生知識面，使學生能及時接觸和了解“精準醫療”發展動態。如在緒論這一章節講授基因組測序工作時，可以引入在人類基金組測序工作中做出巨大貢獻的文特爾對自己基因信息解讀的故事，同時還可以給學生介紹這幾年基因測序工作的最新進展。在酶學這一章節教學過程中，增加苯丙酮尿癥等單基因遺傳病如何通過基因測序等手段實現提前診斷預防等相關精準醫療的措施。講述糖尿病治療時，可以引入“糖尿病的精準醫學——精準診斷、精準預防與精準治療”專題討論環節。這些都是“精準醫療”理念在臨床醫學實踐過程中最基本的運用。另外授課教師通過對學生的課外自主學習進行適當指導，使他們結合自己的學習情況，興趣點及可利用的互聯網及書籍資源進行精準醫學相關的內容學習，從而滿足現代醫學發展的需要。

2 加強課程中基因相關的基礎理論應用、醫學信息及大數據技術的教學

精準醫學的開啟得益于人類基因組測序技術的飛速提升，生物醫學分析技術的進步和大數據分析工具的應用，由數字傳感設備和多組學信息組成的大規模生物、放射和轉化生物信息學數據集正在形成，具有研究和臨床決策支持應用。以往的臨床治療方式很少考慮患者個體的遺傳多態性，所以傳統的生物化學教學過程只涉及基因基礎理論和知識的講授，而對于如何將這些知識應用于臨床疾病的診斷和咨詢中沒有涉及。進入精準醫學的時代后，為了滿足精準醫療的需要，生物化學教學過程中應該增加基因組數據分析方法、如何獲得基因相關信息、疾病發病分子機制研究、精準診斷、治療手段等最新的精準醫療進展，并增加傳統治療手段與精準醫療的優缺點，以達到幫助醫學生構建系統完整的知識結構體系，培養臨床醫學生綜合臨床思維能力的目的。精準醫學既需要跨學科團隊，也需要實施框架，組建具有正確專業知識的基因組醫學實施團隊對于生物醫學的發展具有重要意義。

3 基于精準醫學的翻轉課堂及PBL教學模式的探索

傳統的醫學生物化學理論教學模式因其呆板、枯燥乏味一直被老師和學生所詬病，現代生物化學理論教學應盡可能克服傳統教學模式的缺點，合理地采用多種教學方法，提高教學效果，達到培養高素質的醫學人才的要求。翻轉課堂與PBL教學法的有機結合能顯著的提高醫學生的學習興趣,有效提升學生課堂參與度，適合被用來提高醫學生物化學的教學效果，幫助醫學生掌握生物化學理論知識和相關生化分子的臨床意義，為精準醫療時代做好理論知識的儲備。如在物質代謝與調節這一篇章學習結束后，可以安排兩次翻轉課堂的教學活動，以“糖尿病的治療：如何做到精準？”及“同型半胱氨酸血癥與MTHFR遺傳多態性”為主題展開，教師提前根據具體內容，在課前做好備課，制作或者從網上選取優秀的微課程視頻，提前兩周將微課程視頻發布給學生。學生課前自主學習，掌握基礎知識。結合微視頻，在預習中查閱資料、查漏補缺，思考揣摩。教學中，應用翻轉課堂教學模式，教師在課堂上發揮引導作用，梳理和總結知識，促進學生知識的深化。另外，在生物化學的教學過程中我們也可以適當實施案例式教學法，幫助學生樹立“精準醫療”的理念。如在學習癌基因和抑癌基因這一章節時，我們可以以“安吉麗娜·朱莉基因檢測后接受了乳腺切除術”作為案例導出“乳腺癌精準醫療”的理念，使學生通過案例直面接觸“精準醫療”理念、過程和相關技術，再進一步將案例與教材中相關理論知識進行有機結合、拓展，最終導出“精準醫療時代，乳腺癌如何治療？”。

4 積極開展第二課堂，培養學生基因組數據檢索技能

精準醫療的實施過程離不開基因組學和生物大數據的知識支撐，精準醫療時代要求臨床醫生不僅具備臨床醫學專業基礎理論知識，還應具備一定的生物信息數據處理能力及科學系統的醫學研究創新能力[6]。為了適應醫學生精準醫學素質的培養需要，醫學生應學會并理解怎樣從醫療大數據中獲得高質量數據的原理和方法。在生物化學教學中，可以通過開展第二課堂，教學生掌握如何通過Pubmed、Uniprot、SinoMed、知網、OMIM等數據庫獲取重要精準醫療相關在線資源。鼓勵學生參加本教研室導師團隊精準醫學項目的研究工作，如疾病易感性的基因分析等，讓學生可以更直觀的理解精準醫療工作方式及掌握如聚合酶鏈反應-單鏈構象多態性(PCR-SSCP)、熒光原位雜交等常用的精準醫療分析方法與實驗技術。

5 構建過程性評價體系考核方法，提高學生創新能力

教學評價是對學生學習過程與最終學習結果進行評價。對學生的評價，不應只單一性的采用終結性評價，更應注重對學習具體過程進行評價，如在每一章節知識點學習完成后，采用雨課堂的方式對學生進行現場基礎知識問答考核。也可以在每一次翻轉課堂教學后對學生進行以下三個部分考核：小組組內成員的組內評價、其他小組成員對該小組成員的組間評價及授課教師對每一小組完成的結果的教師評價。同時為了進一步調動學生的參與性與能動性，教師可以適當的對表現最好小組和進步最大小組進行表揚和獎賞，促進學生的良好競爭和奮斗方向。設計精準醫學與生物化學教學相結合教學學生調查問卷設計，見表1，并制定精準醫學與生物化學教學相結合教學考核方法，見表2，對教學實驗成果進行驗收。

表1 精準醫學與生物化學教學相結合教學學生調查問卷設計

表2 精準醫學與生物化學教學相結合教學考核方法

6 當前存在的主要問題

在全球范圍內，將精準醫療技術實施整合到醫療保健實踐中存在的主要障礙包括缺乏支持性的IT基礎設施、缺乏數據標準、決策支持技術不足以及轉化健康研究的資金不足。最近，法國承諾投資7億美元資助測序中心，中國承諾高達 100 億美元資助精準醫學計劃。當前，邁向精準公共衛生的最初動力正在發生，但還有更多工作要做，以建立一個強大的證據基礎以供使用。另一個重點領域應該是了解精準醫療如何增加或減少獲得醫療服務的歷史差異，歷史上未得到服務的人群能否獲得精準醫療，哪些政策可以確保獲得適當的醫療服務？這些問題需要在醫療改革和生物化學研究中不斷完善并加以解決。此外，生物化學較為復雜，知識零碎，傳統教學實驗缺乏拓展性和創造性實驗，容易形成思維定式，給生物化學教學改革帶來很大困難。如何優化教學體系，提高知識轉化質量，以及引導學生自主探索能力是當前教學改革的重點。

將精準醫學與生物化學相結合，在開展基礎研究的同時，探尋實驗期間發生的新問題，并充分分析導致不同實驗結果的可能因素，開發學生創新思維，培養發現問題和獨自解決問題的能力。

7 結語

精準醫學的快速發展給臨床醫學教學領域帶來了巨大的改變，許多學科都在重塑。生物化學是現代生物醫學中發展最迅速、也是最具活力的前沿領域，是實現精準醫療目標的重要基礎課程。生物化學教學應積極應對新形勢的挑戰，把握好機遇，探索生物化學教學在精準醫學大背景下的教學改革創新工作，為我國培養出符合精準醫學時代要求的優質臨床醫學人才資源。