藥學(xué)專業(yè)碩士研究生《人類疾病動物模型》課程教學(xué)探討

張又枝+黃琦+廖清船+任平+余薇+蔡飛

摘要：《人類疾病動物模型》是采用人為的方法在動物體內(nèi)復(fù)制類似人類疾病的一門課程，在醫(yī)學(xué)研究中十分重要。本項(xiàng)目先論證和完善《人類疾病動物模型》理論課的內(nèi)容；其次進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過程；最后提出設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的范圍及實(shí)施方案，評價教學(xué)效果。旨在強(qiáng)化相關(guān)教師的專業(yè)技能和培養(yǎng)藥學(xué)碩士專業(yè)研究生的創(chuàng)新科研思維。

關(guān)鍵詞：人類疾病動物模型；驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G642.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）01-0171-03

人類疾病動物模型（animal model of human diseases）是采用人為的方法，使動物在一定的致病因素（物理的、化學(xué)的、生物的）作用下，造成動物組織、器官或全身的一定損害，出現(xiàn)某些類似人類疾病的功能、代謝、形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的變化或各種疾病，通過這種手段來研究人類疾病的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律，為研究人類疾病的預(yù)防、治療提供理論依據(jù)[1]。在醫(yī)學(xué)科學(xué)研究中，應(yīng)用該模型可以避免人體實(shí)驗(yàn)造成的危害；能夠研究平時不易見到的疾病，例如烈性傳染病、中毒病以及放射病等；能夠研究發(fā)病率低，潛伏期和病程長的疾病，以及嚴(yán)格控制條件，克服復(fù)雜因素等，有利于更加全面地了解疾病性質(zhì)[2，3]。所以人類疾病動物模型的復(fù)制，在醫(yī)學(xué)研究中占有十分重要的地位。根據(jù)湖北科技學(xué)院藥學(xué)專業(yè)碩士研究生教學(xué)大綱的要求，對于藥學(xué)專業(yè)碩士研究生《人類疾病動物模型》共安排理論課18學(xué)時。通過老師和學(xué)生對該課程教學(xué)的反饋意見，特開展該課題的研究工作。主要從兩個方面進(jìn)行完善與探討：第一，完善藥學(xué)專業(yè)碩士研究生（臨床藥學(xué)、藥理方向）《人類疾病動物模型》的理論和實(shí)踐課程的教與學(xué)；第二，探討設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)在強(qiáng)化相關(guān)教師專業(yè)技能和培養(yǎng)藥學(xué)碩士專業(yè)研究生創(chuàng)新科研思維中的作用。

一、《人類疾病動物模型》現(xiàn)階段存在的問題

1.開課時間短，經(jīng)驗(yàn)不足。根據(jù)湖北科技學(xué)院碩士專業(yè)學(xué)位研究生的教學(xué)大綱要求，從2013年開始在藥學(xué)專業(yè)碩士研究生中開展《人類疾病動物模型》課程教學(xué)。該課程開設(shè)時間比較短，大多數(shù)研究生沒有使用正規(guī)教材，學(xué)習(xí)內(nèi)容主要是藥理學(xué)教師根據(jù)大綱要求查閱相關(guān)文獻(xiàn)編制而成。

2.教材使用不規(guī)范。大部分高校使用的教材是由劉恩岐主編的《人類疾病動物模型（第2版/研究生）》，人民衛(wèi)生出版社出版。該書編寫模式新穎、結(jié)構(gòu)合理，內(nèi)容涵蓋人類疾病動物模型相關(guān)基礎(chǔ)知識和制作動物模型基本技能，理論講授和具體動物模型制作并重。《人類疾病動物模型》共16章、110節(jié)。1—4章為總論部分，5—16章為各論部分。在總論部分中增加了通識類課程：第一章第一節(jié)增加了動物模型與生物醫(yī)學(xué)研究內(nèi)容，簡明扼要地介紹了實(shí)驗(yàn)動物和動物實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)知識及研究進(jìn)展，供學(xué)生了解生物醫(yī)學(xué)研究與實(shí)驗(yàn)動物關(guān)系；基因修飾動物是目前人類疾病研究的核心動物模型，所以單獨(dú)成第三章；動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果臨床轉(zhuǎn)化今年來一直是國際社會關(guān)注的熱點(diǎn)，在第二版第四章中專門討論動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果推演以及如何準(zhǔn)確服務(wù)于臨床實(shí)踐。而本校研究生開課時間短，教師缺乏經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)階段沒有統(tǒng)一使用的教材。

3.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)課程的不規(guī)范。人類疾病動物實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ透鶕?jù)大綱的要求，提出需要開設(shè)若干個驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，但由于開設(shè)該門課程的時間短，學(xué)生的反饋信息少，所以課程的規(guī)范制定有待進(jìn)一步改善。

4.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的范圍及實(shí)施方案制定的不細(xì)化。由于該課程主要面向碩士研究生，所以開設(shè)了設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課，但是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課的范圍及實(shí)施方案由于客觀（例如實(shí)驗(yàn)試劑）條件的限制而需要進(jìn)一步細(xì)化。同時由于帶教老師缺乏經(jīng)驗(yàn)，或者由于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)無法量化其工作量，導(dǎo)致部分教師積極性不高，而引起學(xué)生的怠工，在教師導(dǎo)向作用方面未發(fā)揮其應(yīng)有的作用。當(dāng)然也有學(xué)生本身對實(shí)驗(yàn)或者這門專業(yè)課不感興趣，而不愿意參與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的過程。無論什么原因?qū)е略O(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開展的不夠完善，我們都應(yīng)該克服困難，為了培養(yǎng)學(xué)生的主動創(chuàng)新能力、自主思考能力、科研的自信心，都應(yīng)該將設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)開展下去，對設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的帶教老師給予各種鼓勵和培養(yǎng)，從根本導(dǎo)向上下功夫，才能推動該門課程的順利改革和實(shí)施。

二、《人類疾病動物模型》課程的改革探討

為了進(jìn)一步完善該課程的教學(xué)與實(shí)驗(yàn)實(shí)施方案，特提出以下改革方案：

1.論證和完善《人類疾病動物模型》理論課的內(nèi)容。在理論教學(xué)中，以教師講授的形式進(jìn)行，將以成功建立的疾病動物模型為范例，重點(diǎn)介紹基因修飾的疾病動物模型，從而引入以范例為中心的教學(xué)方式。例如可以在心血管系統(tǒng)引入動物動脈粥樣硬化模型，迄今為止，通過改變飼料的成分，可以在大鼠和家兔體內(nèi)形成動脈粥樣硬化模型，但是這些非基因敲除的動物模型由于其不穩(wěn)定，以及和人類動脈粥樣硬化模型的類型不一致而漸漸偏于少用。現(xiàn)如今，在科學(xué)研究中，大量使用的仍是基因敲除動物模型。而形成動脈粥樣硬化的基因敲除動物模型又分為載脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）小鼠動脈粥樣硬化模型和低密度脂蛋白受體基因敲除（LDLR-/-）小鼠動脈粥樣硬化模型。從原理上，這2種敲除小鼠方式是相似的。ApoE-/-小鼠中的ApoE是脂蛋白中的一種成分，同時其也是低密度脂蛋白受體的配體，因此，如果敲除了ApoE，由于LDL無法與其受體結(jié)合從而滯留在血液中，使血液中富含膽固醇的脂蛋白清除障礙，導(dǎo)致血漿中膽固醇水平升高，升高的脂蛋白在體內(nèi)蓄積導(dǎo)致了該基因敲除小鼠形成復(fù)雜的動脈粥樣硬化斑塊。因此，近年來將該基因敲除小鼠作為研究動脈粥樣硬化發(fā)病機(jī)制以及藥物抗動脈粥樣硬化等方面最重要的動物模型之一。LDL是體內(nèi)運(yùn)輸膽固醇的主要載體，其與LDLR結(jié)合將其攜帶的膽固醇內(nèi)吞入細(xì)胞中，LDL被降解從而被機(jī)體利用。如果敲除LDLR，將導(dǎo)致小鼠無法吸收低密度脂蛋白，從而造成血液中低密度脂蛋白的含量持續(xù)增加，加速脂質(zhì)侵入的過程，誘發(fā)小鼠動脈粥樣硬化的產(chǎn)生。因此，這兩種基因敲除小鼠作為動脈粥樣硬化的模型，其質(zhì)量比較高，一般在小鼠8周齡時通過主動脈根部冰凍切片，然后油紅O染色即可發(fā)現(xiàn)明顯的粥樣斑塊。所以，這些基因敲除的動物，為人類攻克疾病提供了有力的實(shí)驗(yàn)工具。endprint

2.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過程的改革。在實(shí)踐教學(xué)中，對于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，采取教師教授、學(xué)生操作、教師指導(dǎo)、課后總結(jié)的方式進(jìn)行。例如，糖尿病這種人類的疾病在全球呈現(xiàn)了逐年上漲、年輕化的發(fā)病趨勢，但是其發(fā)病機(jī)制尚未研究清楚，所以在研究中既需要經(jīng)典的糖尿病模型，也需要基因敲除的動物模型。而在學(xué)生驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)規(guī)劃中，主要采取經(jīng)典的動物模型。在教學(xué)中，我們采取鏈脲佐菌素（STZ）注射大鼠，用血糖試紙檢測其血糖，判斷是否形成糖尿病模型。STZ是一種廣譜抗生素，因其對大鼠的胰島β細(xì)胞具有高度的選擇性，能夠破壞該細(xì)胞。STZ因給藥方式或給藥劑量的不同，其形成糖尿病的類型也有差別。如采用小劑量多次給藥，則建立與人類Ⅰ型糖尿病病例與臨床表現(xiàn)類似的大鼠模型；如采用較大劑量一次性給藥方式，則建立與人類Ⅱ型糖尿病表現(xiàn)類似的大鼠模型。研究認(rèn)為，STZ造成兩種不同的糖尿病模型可能是與其對胰島的損傷程度有密切的聯(lián)系。課題設(shè)想以糖尿病類似的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)動物模型為驗(yàn)證性教學(xué)的主要內(nèi)容，清楚地闡述各類疾病產(chǎn)生的發(fā)病機(jī)制，為該門課程的理論教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的范圍及實(shí)施方案，教學(xué)效果評價。在實(shí)踐教學(xué)中，對于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，采取導(dǎo)師負(fù)責(zé)制，一名教師帶教1—2名學(xué)生，在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)范圍內(nèi)，引導(dǎo)學(xué)生查文獻(xiàn)，寫綜述，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，撰寫開題報(bào)告，進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)討論，完善實(shí)驗(yàn)過程，最后完成實(shí)驗(yàn)。該門課程主要面向藥學(xué)專業(yè)的碩士研究生，因此，除了開設(shè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程外，還需開設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容。本課題設(shè)想，開設(shè)與動脈粥樣硬化糖尿病或腫瘤等類似的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，鍛煉學(xué)生的課題撰寫與設(shè)計(jì)能力，為其初步走上科研道路提供實(shí)踐的機(jī)會。例如，學(xué)生1—2個人一組，每組推選一名代表，導(dǎo)師先給學(xué)生提供一個大的疾病范圍，例如糖尿病，引導(dǎo)學(xué)生在糖尿病這類疾病中通過查閱文獻(xiàn)，尋找新的藥物或者新的作用靶點(diǎn)，撰寫設(shè)計(jì)提綱，與導(dǎo)師討論設(shè)計(jì)的可行性，進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，對預(yù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后完成實(shí)驗(yàn)，并制作成PPT，向大家匯報(bào)自己在完成該實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題，解決的方法，與理論之間的相關(guān)性以及下一步該如何改進(jìn)？通過這個學(xué)生與導(dǎo)師交流的過程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、研究意識、科研能力、對信息的加工能力以及加深對實(shí)驗(yàn)課的印象等。導(dǎo)師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、完成過程中的具體情況給出該門課程的具體成績。這樣的教學(xué)形式，對老師和學(xué)生都是一種挑戰(zhàn)。但是這種教學(xué)方式的創(chuàng)新性、自主性以及目的性，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生自主分析問題和解決問題的能力。通過與導(dǎo)師反復(fù)地討論實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案，學(xué)生表示實(shí)驗(yàn)室不再是等著已知實(shí)驗(yàn)課的單調(diào)枯燥的地方，而是能夠等待奇跡出現(xiàn)、帶給學(xué)生成功喜悅的地方。但是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)也有不足的地方，例如實(shí)驗(yàn)條件的限制、實(shí)驗(yàn)儀器的限制等，這些都需要導(dǎo)師事先考慮好，與相關(guān)部門進(jìn)行協(xié)調(diào)，確保實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行，防止因各種原因挫傷學(xué)生積極性的現(xiàn)象發(fā)生。

綜上所述，《人類疾病動物模型》這門課程選取與人類疾病類似表現(xiàn)的動物作為實(shí)驗(yàn)對象，包括經(jīng)典的動物模型和基因敲除的動物模型等，通過理論教學(xué)內(nèi)容的進(jìn)一步完善、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的進(jìn)一步細(xì)化和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步補(bǔ)充，為藥學(xué)專業(yè)碩士學(xué)位研究生進(jìn)一步開展該門課程提供了新的思路，同時能充分調(diào)動學(xué)生對該門課的學(xué)習(xí)主動性、積極性以及創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生在科研中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力，為以后的科研學(xué)習(xí)樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲兴季S以及創(chuàng)新的科研作風(fēng)。以上的改革方案也對帶教老師提出各種挑戰(zhàn)，培養(yǎng)老師帶教設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的能力，引導(dǎo)教師對學(xué)生積極性、創(chuàng)造性、可行性等的培養(yǎng)。學(xué)生的思維活躍，與學(xué)生進(jìn)行交流也為教師知識的開拓和靈感的開發(fā)提供了機(jī)會，拓寬了教師對該門課程的進(jìn)一步認(rèn)識。因此，教師應(yīng)主動配合項(xiàng)目的改革，緊跟時代的步伐，不斷更新自己的專業(yè)知識，才能在這個信息時代不被大潮所遺棄。

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Abstract：The "animal model of human disease" is a course which is similar to human diseases in human body by artificial method，which plays an important role in medical research. This project first demonstrated and improved the theory course of "animal model of human disease"；and verifying the teaching content and teaching process experiment；finally，the scope of the experimental design and the implementation of the program，the evaluation of teaching effect. The purpose is to strengthen the professional skills of teachers and to cultivate the innovative thinking of postgraduates.

Key words：animal model of human disease；confirmatory experiment；design experimentendprint