摘要基因组医学利用人类基因组将生命科学和临床医学整合,并将其研究成果应用于临床实践。传统的医学教育模式已无法满足当前社会对于人才要求的目标。医学遗传学作为医学中重要的基础学科,在面临基因组医学所带来的临床变革中,为了使学科教学与学科发展相适应,并培养学生的综合素质和能力,必将要求课程体系和教学模式的变化,本文将从以上方面进行探讨。


  关键词基因组医学精准医学医学遗传学教学改革


  随着“人类基因组计划”的完成,以及新一代基因组测序技术的广泛应用,我们已经步入“精准医学”(PrecisionMedicine)新时代。精准医学主要利用疾病基因组学以及药物基因组学大数据,通过基因诊断并以此为依据对疾病进行分类、分型,根据基因组特征,采用最新的个性化治疗等技术,为病人选择最佳的治疗方案,最有效的药物,最安全的剂量,对传统的医疗模式进行革命和创新。


  基因组学始于20世纪80年代,90年代后随着人类基因组计划的启动而迅猛发展。基因组医学是由诸多科学家在2003年为纪念DNA双螺旋结构发现50年时所提出的一个医学领域的新名词。基因组医学是以人类基因组的研究为基础,将生命科学与临床医学相整合,从而将基因组的研究成果快速地应用于临床医学实践,这将是贯穿21世纪的在生命科学和临床医学领域的一次伟大革命。


  在基因组医学时代背景下,各临床专业科室都必须适应基因组医学带来的临床变革,不断更新知识体系。医学遗传学作为一门基础和临床相互融合且发展飞快的学科,不仅要求医学生掌握基础知识,更要求其可以将相关知识致力于临床实践,这就要求我们对医学遗传学传统教学内容及模式进行调整。因此,如何以基因组医学为导向,着眼于精准医学,推进临床医学教育,加强医学遗传学教学,提高教学质量,更好地让学生掌握医学遗传学的临床应用,并在以后的工作中将其普及社会是我们面临的问题。综上所述,我们对医学遗传学教学内容、课程体系及教学思维等进行了改革。


  1改进课程内容设置


  我们以培养适应21世纪社会发展需要的新型医学人才为目标,根据医学专业的发展特点,合理设计医学遗传学课程,而课程的设置、编排等问题直接影响到教学进程、教学的内容和教学质量。因此,课程改革也是教学改革的核心问题之一。[1]


  首先,对于基本的医学遗传学课程,我们将围绕遗传病开展教学,课前引导学生查阅资料,让学生对遗传病基础有一定了解,课堂抽查课前预习效果。课堂上从临床遗传病常见病例着手,用实例激发学生学习兴趣,介绍其发病机制,如何导致疾病发生和具体的研究方法,然后系统地介绍遗传物质在疾病的发生、发展过程中的作用,最后再从临床遗传学角度开展疾病的预防、诊断与治疗,基本知识点和原则逐点介绍。


  其次,根据医学遗传学课程发展需要,我们新增加生物信息学内容,介绍如何利用信息学和统计学等学科的技术,收集、整理、研究目前快速发展的基因组测序、蛋白质组序列测定、结构解析和代谢组等领域的大规模数据,同时通过生物信息学的研究实例,讲解生物信息学的基本知识和重要作用,激发学生对本门学科的兴趣。通过病例为示范,引导学生将生物信息学理论知识用于实践。例如我们实验室收集到一个高度近视的隐性遗传家系,致病原因未明,我们先采用基因芯片进行连锁分析定位致病区间,然后对两个患者和一个正常人进行全外显子测序,指导学生运用生物信息学分析法对三个样本的测序结果进行数据分析,对检测到的患者共有的而正常人没有的外显子区间影响功能的纯合突变进行初步筛选并对定位致病区间的突变在家系内进一步筛选验证,最后成功定位到3号染色体189713156位置上的NLEPREL1基因一个GLN氨基酸的终止突变。该基因与胶原蛋白的装配和稳定性有关,此突变与带有白内障和玻璃体视网膜退化表型的非综合征型高度近视有关。这样的案例式教学法不仅巩固了学生对理论知识的理解,也提高了学生进行科学分析问题的能力。


  医学遗传学是一门涉及数千种遗传性疾病的基础理论和临床实践的综合性学科,具有基础性和前沿性并存的特点。[2]为了让学生了解到最前沿的科研动态及相关遗传病的研究进展,我们同时开设了“医学遗传学研究进展”课程。“医学遗传学研究进展”是一门以“医学遗传学”课程为基础的课程,它着眼于现代医学遗传学最新最受关注的领域,旨在让学生对医学遗传学的知识进行消化和升华,它的课程内容紧跟国内外前沿,针对国内外研究的热点内容和最新进展设置讲座内容,结合教师当前研究的科研项目进展加以讲解,促使学生了解和关注医学遗传学的前沿进展。该系列讲座强调结合基础科学和临床科学,通过该课程的学习,开阔学生的眼界,掌握最前沿的科研进展。2改革课程体系


  绝大多数疾病均与遗传相关,临床中每个科室都应不断更新对相关疾病的知识,因此我们在临床医学范畴下的二级学科的教学环节中应增加相关医学遗传学内容的介绍。例如,消化系统专业课,我们将增加消化系统的遗传学基础知识的介绍;神经内科专业课程,我们拟设置专门的神经内科遗传病及致病的遗传学基础的章节,系统介绍神经内科常见的遗传病种类、遗传学基础、分子和细胞系诊断方法以及相应的遗传咨询要点。


  将基因组学作为一个大平台,根据不同的学科,每个学科上课的比重都不一样,把基因组医学与疾病基因组学灌输到临床,教师在授课过程中,不仅教授核心知识点,并且把基因组医学、遗传病学、精准医学、个体化医疗等理念贯穿到临床教学中去,使学生掌握从基因组水平上考虑对疾病诊断、防治与治疗的重要观念。通过打破常规,教授新的医学遗传学理念,以鼓励学生不拘泥传统的循征医学思维模式,以基因研究为导向,提倡“精准医学”,让个体化医疗这一概念从理论中走向生活。


  3教学思维,引领学生建立个体化医疗的观念


  在教学上,我们率先突破常规的循征医学思维模式,建立以基因研究为导向,提倡精准医学的思维模式。“精准医学”是以个体化医疗为基础,随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质上是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术,对大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用,精确寻找到疾病原因和治疗靶点,并对一种疾病不同状态和过程进行精确亚分类,最终实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗的目的,提高疾病诊治与预防的效益,这是对传统医疗模式的革命和创新。[3]美国总统BarackObama在今年年初的国情咨文中正式宣布精准医学计划(PrecisionMedicineInitiative),该计划的提出是集合了诸多现代医学科技发展的知识与技术体系,体现了医学科学发展趋势,也代表了临床实践发展的方向。[4]我们顺应时代发展潮流,率先将个性化医疗、精准医学的理念引入课堂,不断渗透精准医学理念,使学生掌握从基因水平上考虑对疾病诊断与防治的重要观念。


  为引领学生建立个体化医疗的观念,需要我们加强各相关学科的交叉融合,使现有的教学知识体系更加完善,让学生们能够学以致用。我们积极推进与细胞生物学、生物化学、分子生物学、病理学、医学免疫学、生物信息学、预防医学、材料学、计算机学等其他学科交叉融合,既促进不同学科之间的相互融合交流,又培养了学生跨学科的思维模式。通过交叉学科的建设,学生将本科专业知识和医学遗传学知识重新组合,更具创新性思维。我们还成立了“教育部国家生命科学与技术人才培养基地”,吸引了不同专业的学生进入医学遗传学领域来,学生在实践课题或项目的设计当中,不仅仅局限于本学科,并引进其他相关学科的方法,利用其他学科的优势来弥补自身不足。


  科学技术飞速发展,已进入大数据时代,高效准确地处理数据显得愈发重要。以医疗大数据作为支撑,通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术,精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点,实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗是“精准医学”的最终目的。因此,我们需要建立一套完善、有效的数据分析平台。我们与生物信息专业进行合作,将临床诊断中收集的数据,进行科学的数据分析,再将分析的结果反馈到临床中去,建立个体化医疗。同时,在授课过程中,不但传授医学遗传学核心知识点内容,而且将精准医学理念渗透到教学的各个环节,使学生从基因水平上考虑对疾病诊断与防治的重要观念。


  医学遗传学发展非常迅速,基因组学技术和规模化的特征将会延续并发扬,大数据、复杂信息、新概念和新知识等等,都在不断地催生新的教学思路和新的思维境界。从“DNA到RNA再到蛋白质”和各类“组学”研究,最终将汇集在一个或者数个生物学命题下(比如癌症、代谢疾病、脑发育与认知等),形成一种整合性、更高层次的“数据―信息―知识”消化和理解过程。[5]作为医学遗传学教育工作者,要针对未来生物医学基础和临床科学的发展,整合基因组生物学新的学科前沿,运用新的概念和技术,将“3P”医学时代――预测(Predictive)、预防(Preventive)和实现个体化(Personalized)治疗的理念融入临床医学教育中,为实现全社会“从实验室到病床”、“从实验室到家庭和个人”的卫生与健康保障,及时地、有效地提供专业人才。


  作者:段然慧,胡艺俏,夏昆。本文来自《中华航空航天医学》杂志

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