精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)下的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)本科實(shí)驗(yàn)課程方案

劉 潔，米亞靜，張 妮，茍興春

(西安醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部，陜西 西安 710021)

精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)(Precision medicine)是以個(gè)體化醫(yī)療為基礎(chǔ)、隨著基因組測序技術(shù)快速發(fā)展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，涵蓋了精確、準(zhǔn)時(shí)、個(gè)體化和共享的含義[1]。精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)重視疾病的深度特征和治療藥物的高度精準(zhǔn)性，是在對人體、疾病和藥物深刻認(rèn)識的基礎(chǔ)上，把個(gè)體化醫(yī)療和遺傳學(xué)檢驗(yàn)技術(shù)結(jié)合起來的高水平醫(yī)療技術(shù)，是未來醫(yī)學(xué)發(fā)展的方向。因此，精準(zhǔn)醫(yī)療對醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容和方法提出了新的要求。

1 三位一體實(shí)驗(yàn)課程模塊

醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)是研究遺傳病的發(fā)病機(jī)制，相關(guān)診斷、防治和治療的學(xué)科。隨著生命科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，遺傳病的診斷手段趨于多樣化。因此，構(gòu)建與遺傳病診斷、預(yù)防和咨詢相適應(yīng)的三位一體實(shí)驗(yàn)課模塊有助于醫(yī)學(xué)生更好地掌握傳統(tǒng)與現(xiàn)代的遺傳學(xué)實(shí)用知識和技能，能夠適應(yīng)未來精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

1.1細(xì)胞遺傳學(xué)模塊：X染色質(zhì)制備、G染色體制備及核型分析是細(xì)胞學(xué)診斷的關(guān)鍵技術(shù)。在臨床上，X染色制備檢測性別和性染色體異常的疾病。該實(shí)驗(yàn)比較簡單，學(xué)生可以獨(dú)立完成，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其臨床意義。染色體制備及核型分析在染色體病和產(chǎn)前篩查中廣泛應(yīng)用。該實(shí)驗(yàn)從抽取學(xué)生的外周血進(jìn)行無菌細(xì)胞培養(yǎng)開始，收獲細(xì)胞并制片由學(xué)生自己獨(dú)立完成，教師只強(qiáng)調(diào)每一步注意事項(xiàng)。在G顯帶染色體標(biāo)本制作過程中，胰酶消化和吉姆薩染色是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。放手讓學(xué)生嘗試配制胰酶溶液和吉姆薩染液，學(xué)生分組摸索最佳的消化和染色時(shí)間，培養(yǎng)其獨(dú)立操作、分析問題和解決問題的能力。 細(xì)胞遺傳學(xué)技術(shù)精準(zhǔn)性高，是染色體檢查的金標(biāo)準(zhǔn)，是醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中必須要涵蓋的內(nèi)容。今后從事臨床或醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)工作的學(xué)生必須具備的專業(yè)知識與技能。

1.2分子遺傳學(xué)模塊：隨著分子遺傳學(xué)的快速發(fā)展和分子生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，實(shí)驗(yàn)課應(yīng)適當(dāng)加入人類基因組DNA提取、PCR擴(kuò)增技術(shù)等。通過實(shí)驗(yàn)的完成，學(xué)生明白DNA提取技術(shù)和PCR擴(kuò)增技術(shù)的原理。這對于學(xué)生理解基因診斷、基因治療、親子鑒定、法醫(yī)學(xué)鑒證等內(nèi)容具有促進(jìn)作用。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著人類基因組計(jì)劃的完成(Human genome project， HGP)和高通量測序技術(shù)的發(fā)展，使人們對于遺傳病的認(rèn)知和診斷達(dá)到了空前的高度。通過中低中高通量篩選技術(shù)，結(jié)合圖位/功能候選的方法和全基因組關(guān)聯(lián)分析等方法，識別定位致病基因或易感基因位點(diǎn)和區(qū)域，以及揭示與疾病發(fā)生相關(guān)的遺傳易感標(biāo)記物及藥物敏感/抵抗標(biāo)記物，為個(gè)體化精準(zhǔn)醫(yī)療的實(shí)施提供了可靠的線索[2]。因此，實(shí)驗(yàn)課設(shè)置以苯丙酮尿癥為例，通過人類孟德爾遺傳數(shù)據(jù)庫(OMIM)查找相關(guān)的疾病信息，包括遺傳模式信息、致病基因(PAH)位置和結(jié)構(gòu)、突變方式、臨床癥狀、有關(guān)預(yù)防、診斷(臨床診斷、生化診斷和基因診斷)和治療手段。通過對一種遺傳病的深入系統(tǒng)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的生物信息利用與查找能力和自主學(xué)習(xí)與研究的能力。

1.3遺傳咨詢模塊：教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)目的精選各類型遺傳病的幾個(gè)常見病例。例如單基因病中的地中海貧血、多基因遺傳中的阿爾茨海默癥；染色體病中的唐氏綜合征；體細(xì)胞遺傳中的胃癌等。首先，學(xué)生自主查閱相關(guān)疾病的資料并分組討論某中國遺傳病遺傳基本規(guī)律和基本原理，能夠掌握家系譜的繪制和分析方法，遺傳病的傳遞方式和特點(diǎn)，對疾病的診斷和治療等。其次，通過情景模擬和角色扮演呈現(xiàn)各組的討論情況，教師對學(xué)生在此過程中的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評和指導(dǎo)。最后，學(xué)生上交一份完整的咨詢報(bào)告，內(nèi)容包括患者的主訴、病史、體檢及遺傳檢查報(bào)告、家系譜分析以及對疾病的診斷、治療等處理措施和意見[3]。

通過遺傳咨詢實(shí)驗(yàn)?zāi)K，增加了學(xué)生的主觀能動性、主動獲取更多的知識并綜合運(yùn)用，鍛煉了學(xué)生的問診技巧、綜合運(yùn)用各學(xué)科知識分析解決臨床問題的能力及與患者溝通的技巧。

2 總結(jié)

2.1三位一體的實(shí)驗(yàn)課模塊既保留經(jīng)典的、一直在臨床運(yùn)用的細(xì)胞遺傳學(xué)診斷技術(shù)，又涵蓋分子生物學(xué)和生物信息學(xué)從基因的層面對遺傳病的分析，并以遺傳咨詢的方式整合與內(nèi)化所學(xué)遺傳病知識和技能。這種模式將理論聯(lián)系實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)聯(lián)系臨床，學(xué)生不僅對醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)內(nèi)容有深入的理解與運(yùn)用，還能結(jié)合前沿梳理更多的生物醫(yī)學(xué)信息，完善自身的遺傳學(xué)知識結(jié)構(gòu)體系，同時(shí)學(xué)以致用，順應(yīng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展方向。