基因組醫(yī)學(xué)推進(jìn)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教育改革

段然慧　胡藝俏　夏昆

摘 要 基因組醫(yī)學(xué)利用人類基因組將生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)整合，并將其研究成果應(yīng)用于臨床實踐。傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)教育模式已無法滿足當(dāng)前社會對于人才要求的目標(biāo)。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)作為醫(yī)學(xué)中重要的基礎(chǔ)學(xué)科，在面臨基因組醫(yī)學(xué)所帶來的臨床變革中，為了使學(xué)科教學(xué)與學(xué)科發(fā)展相適應(yīng)，并培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力，必將要求課程體系和教學(xué)模式的變化，本文將從以上方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞 基因組醫(yī)學(xué) 精準(zhǔn)醫(yī)學(xué) 醫(yī)學(xué)遺傳學(xué) 教學(xué)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(shù)的廣泛應(yīng)用，我們已經(jīng)步入“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”（Precision Medicine）新時代。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)主要利用疾病基因組學(xué)以及藥物基因組學(xué)大數(shù)據(jù)，通過基因診斷并以此為依據(jù)對疾病進(jìn)行分類、分型，根據(jù)基因組特征，采用最新的個性化治療等技術(shù)，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(tǒng)的醫(yī)療模式進(jìn)行革命和創(chuàng)新。

基因組學(xué)始于20世紀(jì)80年代，90年代后隨著人類基因組計劃的啟動而迅猛發(fā)展?；蚪M醫(yī)學(xué)是由諸多科學(xué)家在2003年為紀(jì)念DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)50年時所提出的一個醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的新名詞?；蚪M醫(yī)學(xué)是以人類基因組的研究為基礎(chǔ)，將生命科學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)相整合，從而將基因組的研究成果快速地應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)實踐，這將是貫穿21世紀(jì)的在生命科學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一次偉大革命。

在基因組醫(yī)學(xué)時代背景下，各臨床專業(yè)科室都必須適應(yīng)基因組醫(yī)學(xué)帶來的臨床變革，不斷更新知識體系。醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)作為一門基礎(chǔ)和臨床相互融合且發(fā)展飛快的學(xué)科，不僅要求醫(yī)學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識，更要求其可以將相關(guān)知識致力于臨床實踐，這就要求我們對醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容及模式進(jìn)行調(diào)整。因此，如何以基因組醫(yī)學(xué)為導(dǎo)向，著眼于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)，推進(jìn)臨床醫(yī)學(xué)教育，加強(qiáng)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，更好地讓學(xué)生掌握醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的臨床應(yīng)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(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)內(nèi)容、課程體系及教學(xué)思維等進(jìn)行了改革。

1 改進(jìn)課程內(nèi)容設(shè)置

我們以培養(yǎng)適應(yīng)21世紀(jì)社會發(fā)展需要的新型醫(yī)學(xué)人才為目標(biāo)，根據(jù)醫(yī)學(xué)專業(yè)的發(fā)展特點，合理設(shè)計醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程，而課程的設(shè)置、編排等問題直接影響到教學(xué)進(jìn)程、教學(xué)的內(nèi)容和教學(xué)質(zhì)量。因此，課程改革也是教學(xué)改革的核心問題之一。[1]

首先，對于基本的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程，我們將圍繞遺傳病開展教學(xué)，課前引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，讓學(xué)生對遺傳病基礎(chǔ)有一定了解，課堂抽查課前預(yù)習(xí)效果。課堂上從臨床遺傳病常見病例著手，用實例激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，介紹其發(fā)病機(jī)制，如何導(dǎo)致疾病發(fā)生和具體的研究方法，然后系統(tǒng)地介紹遺傳物質(zhì)在疾病的發(fā)生、發(fā)展過程中的作用，最后再從臨床遺傳學(xué)角度開展疾病的預(yù)防、診斷與治療，基本知識點和原則逐點介紹。

其次，根據(jù)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程發(fā)展需要，我們新增加生物信息學(xué)內(nèi)容，介紹如何利用信息學(xué)和統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科的技術(shù)，收集、整理、研究目前快速發(fā)展的基因組測序、蛋白質(zhì)組序列測定、結(jié)構(gòu)解析和代謝組等領(lǐng)域的大規(guī)模數(shù)據(jù)，同時通過生物信息學(xué)的研究實例，講解生物信息學(xué)的基本知識和重要作用，激發(fā)學(xué)生對本門學(xué)科的興趣。通過病例為示范，引導(dǎo)學(xué)生將生物信息學(xué)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(jìn)行連鎖分析定位致病區(qū)間，然后對兩個患者和一個正常人進(jìn)行全外顯子測序，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用生物信息學(xué)分析法對三個樣本的測序結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對檢測到的患者共有的而正常人沒有的外顯子區(qū)間影響功能的純合突變進(jìn)行初步篩選并對定位致病區(qū)間的突變在家系內(nèi)進(jìn)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(wěn)定性有關(guān)，此突變與帶有白內(nèi)障和玻璃體視網(wǎng)膜退化表型的非綜合征型高度近視有關(guān)。這樣的案例式教學(xué)法不僅鞏固了學(xué)生對理論知識的理解，也提高了學(xué)生進(jìn)行科學(xué)分析問題的能力。

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是一門涉及數(shù)千種遺傳性疾病的基礎(chǔ)理論和臨床實踐的綜合性學(xué)科，具有基礎(chǔ)性和前沿性并存的特點。[2]為了讓學(xué)生了解到最前沿的科研動態(tài)及相關(guān)遺傳病的研究進(jìn)展，我們同時開設(shè)了“醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究進(jìn)展”課程?！搬t(yī)學(xué)遺傳學(xué)研究進(jìn)展”是一門以“醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)”課程為基礎(chǔ)的課程，它著眼于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)最新最受關(guān)注的領(lǐng)域，旨在讓學(xué)生對醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的知識進(jìn)行消化和升華，它的課程內(nèi)容緊跟國內(nèi)外前沿，針對國內(nèi)外研究的熱點內(nèi)容和最新進(jìn)展設(shè)置講座內(nèi)容，結(jié)合教師當(dāng)前研究的科研項目進(jìn)展加以講解，促使學(xué)生了解和關(guān)注醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)的前沿進(jìn)展。該系列講座強(qiáng)調(diào)結(jié)合基礎(chǔ)科學(xué)和臨床科學(xué)，通過該課程的學(xué)習(xí)，開闊學(xué)生的眼界，掌握最前沿的科研進(jìn)展。

2 改革課程體系

絕大多數(shù)疾病均與遺傳相關(guān)，臨床中每個科室都應(yīng)不斷更新對相關(guān)疾病的知識，因此我們在臨床醫(yī)學(xué)范疇下的二級學(xué)科的教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)增加相關(guān)醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)內(nèi)容的介紹。例如，消化系統(tǒng)專業(yè)課，我們將增加消化系統(tǒng)的遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識的介紹；神經(jīng)內(nèi)科專業(yè)課程，我們擬設(shè)置專門的神經(jīng)內(nèi)科遺傳病及致病的遺傳學(xué)基礎(chǔ)的章節(jié)，系統(tǒng)介紹神經(jīng)內(nèi)科常見的遺傳病種類、遺傳學(xué)基礎(chǔ)、分子和細(xì)胞系診斷方法以及相應(yīng)的遺傳咨詢要點。

將基因組學(xué)作為一個大平臺，根據(jù)不同的學(xué)科，每個學(xué)科上課的比重都不一樣，把基因組醫(yī)學(xué)與疾病基因組學(xué)灌輸?shù)脚R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(yī)學(xué)、遺傳病學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)、個體化醫(yī)療等理念貫穿到臨床教學(xué)中去，使學(xué)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(guī)，教授新的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)理念，以鼓勵學(xué)生不拘泥傳統(tǒng)的循征醫(yī)學(xué)思維模式，以基因研究為導(dǎo)向，提倡“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”，讓個體化醫(yī)療這一概念從理論中走向生活。

3 轉(zhuǎn)變教學(xué)思維，引領(lǐng)學(xué)生建立個體化醫(yī)療的觀念

在教學(xué)上，我們率先突破常規(guī)的循征醫(yī)學(xué)思維模式，建立以基因研究為導(dǎo)向，提倡精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的思維模式。“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”是以個體化醫(yī)療為基礎(chǔ)，隨著基因組測序技術(shù)快速進(jìn)步以及生物信息與大數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉應(yīng)用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學(xué)概念與醫(yī)療模式。其本質(zhì)上是通過基因組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)和醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)，對大樣本人群與特定疾病類型進(jìn)行生物標(biāo)記物的分析與鑒定、驗證與應(yīng)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(tài)和過程進(jìn)行精確亞分類，最終實現(xiàn)對于疾病和特定患者進(jìn)行個性化精準(zhǔn)治療的目的，提高疾病診治與預(yù)防的效益，這是對傳統(tǒng)醫(yī)療模式的革命和創(chuàng)新。[3]美國總統(tǒng)Barack Obama在今年年初的國情咨文中正式宣布精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃（Precision Medicine Initiative），該計劃的提出是集合了諸多現(xiàn)代醫(yī)學(xué)科技發(fā)展的知識與技術(shù)體系，體現(xiàn)了醫(yī)學(xué)科學(xué)發(fā)展趨勢，也代表了臨床實踐發(fā)展的方向。[4]我們順應(yīng)時代發(fā)展潮流，率先將個性化醫(yī)療、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的理念引入課堂，不斷滲透精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念，使學(xué)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(lǐng)學(xué)生建立個體化醫(yī)療的觀念，需要我們加強(qiáng)各相關(guān)學(xué)科的交叉融合，使現(xiàn)有的教學(xué)知識體系更加完善，讓學(xué)生們能夠?qū)W以致用。我們積極推進(jìn)與細(xì)胞生物學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、病理學(xué)、醫(yī)學(xué)免疫學(xué)、生物信息學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、計算機(jī)學(xué)等其他學(xué)科交叉融合，既促進(jìn)不同學(xué)科之間的相互融合交流，又培養(yǎng)了學(xué)生跨學(xué)科的思維模式。通過交叉學(xué)科的建設(shè)，學(xué)生將本科專業(yè)知識和醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)知識重新組合，更具創(chuàng)新性思維。我們還成立了“教育部國家生命科學(xué)與技術(shù)人才培養(yǎng)基地”，吸引了不同專業(yè)的學(xué)生進(jìn)入醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)領(lǐng)域來，學(xué)生在實踐課題或項目的設(shè)計當(dāng)中，不僅僅局限于本學(xué)科，并引進(jìn)其他相關(guān)學(xué)科的方法，利用其他學(xué)科的優(yōu)勢來彌補(bǔ)自身不足。

科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，已進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代，高效準(zhǔn)確地處理數(shù)據(jù)顯得愈發(fā)重要。以醫(yī)療大數(shù)據(jù)作為支撐，通過基因組、蛋白質(zhì)組等組學(xué)技術(shù)和醫(yī)學(xué)前沿技術(shù)，精確尋找到疾病的原因和治療的靶點，實現(xiàn)對于疾病和特定患者進(jìn)行個性化精準(zhǔn)治療是“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”的最終目的。因此，我們需要建立一套完善、有效的數(shù)據(jù)分析平臺。我們與生物信息專業(yè)進(jìn)行合作，將臨床診斷中收集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，再將分析的結(jié)果反饋到臨床中去，建立個體化醫(yī)療。同時，在授課過程中，不但傳授醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)核心知識點內(nèi)容，而且將精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)理念滲透到教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，使學(xué)生從基因水平上考慮對疾病診斷與防治的重要觀念。

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)發(fā)展非常迅速，基因組學(xué)技術(shù)和規(guī)?；奶卣鲗永m(xù)并發(fā)揚(yáng)，大數(shù)據(jù)、復(fù)雜信息、新概念和新知識等等，都在不斷地催生新的教學(xué)思路和新的思維境界。從“DNA到RNA再到蛋白質(zhì)”和各類“組學(xué)”研究，最終將匯集在一個或者數(shù)個生物學(xué)命題下（比如癌癥、代謝疾病、腦發(fā)育與認(rèn)知等），形成一種整合性、更高層次的“數(shù)據(jù)—信息—知識”消化和理解過程。[5]作為醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教育工作者，要針對未來生物醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)和臨床科學(xué)的發(fā)展，整合基因組生物學(xué)新的學(xué)科前沿，運(yùn)用新的概念和技術(shù)，將“3P”醫(yī)學(xué)時代——預(yù)測 （Predictive）、預(yù)防（Preventive）和實現(xiàn)個體化（Personalized）治療的理念融入臨床醫(yī)學(xué)教育中， 為實現(xiàn)全社會“從實驗室到病床”、“從實驗室到家庭和個人”的衛(wèi)生與健康保障，及時地、有效地提供專業(yè)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(xué)校教學(xué)改革研究項目、2015年中南大學(xué)教學(xué)改革研究立項項目、2015年中南大學(xué)開放式精品示范課堂計劃和2016中南大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育課程建設(shè)項目支持

參考文獻(xiàn)

[1] 張金波，朱金玲，侯霞，張玉萍，劉爽.構(gòu)建培養(yǎng)新型醫(yī)學(xué)人才的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)課程體系改革[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2010.16：3106-3108.

[2] 劉迎春，鄒起練.醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)教學(xué)改革初探[J].福建醫(yī)科大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2007.4：47-49.

[3] 本刊綜合.曹雪濤院士談精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)[J].人人健康，2015.7：14-16.

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[5] 于軍.“人類基因組計劃”回顧與展望：從基因組生物學(xué)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)[J].自然雜志，2013.5：326-331.