藥學(xué)理科基地班課程體系改革與創(chuàng)新初探

秦斌

摘要：針對(duì)沈陽(yáng)藥科大學(xué)現(xiàn)行藥學(xué)理科基地班課程體系問(wèn)題，為培養(yǎng)適合新時(shí)代藥學(xué)產(chǎn)業(yè)及藥學(xué)研究的人才，文章初步探討了增加生物制藥相關(guān)課程（如免疫學(xué)）、開(kāi)設(shè)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)課程、開(kāi)設(shè)導(dǎo)師課等課程的迫切需要及可能性。新課程的補(bǔ)充不僅可以完善藥學(xué)理科基地班現(xiàn)行的課程體系，還能夠使學(xué)生緊跟藥學(xué)發(fā)展的時(shí)代潮流，更可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與科學(xué)素養(yǎng)，從而達(dá)到理科基地班培養(yǎng)研究型人才的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：藥學(xué)理科基地班;課程體系改革;生物藥物;人工智能

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）49-0079-02

藥學(xué)是多學(xué)科交叉、綜合性強(qiáng)、創(chuàng)新與應(yīng)用性并重的一門(mén)學(xué)科。隨著我國(guó)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，特別是近年來(lái)創(chuàng)新藥及生物藥的不斷涌現(xiàn)，社會(huì)對(duì)高素質(zhì)、創(chuàng)新型的藥學(xué)綜合及專(zhuān)門(mén)人才的需求與日俱增，因此，如何設(shè)置科學(xué)合理、與社會(huì)需求相適應(yīng)的藥學(xué)專(zhuān)業(yè)高等教育培養(yǎng)模式與課程體系具有重要意義，也是高等藥學(xué)教育亟待解決的課題。沈陽(yáng)藥科大學(xué)藥學(xué)理科基地班是遼寧省內(nèi)唯一“國(guó)家理科基礎(chǔ)科學(xué)研究與教學(xué)人才培養(yǎng)基地”，該專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)能夠掌握藥學(xué)學(xué)科基本理論，具有良好的科學(xué)素養(yǎng)、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)，具備進(jìn)行藥學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究的基本能力，能夠在高等學(xué)校和藥學(xué)研究等領(lǐng)域從事藥學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究、創(chuàng)新藥物研究和高等藥學(xué)教育的研究型藥學(xué)專(zhuān)門(mén)人才。該專(zhuān)業(yè)實(shí)行“學(xué)士—碩士—博士”連讀分流制。

一、增加生物制藥相關(guān)課程

生物制藥產(chǎn)業(yè)正在成為21世紀(jì)創(chuàng)新最為活躍、發(fā)展最為迅猛的新興產(chǎn)業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年全球銷(xiāo)售額前20的藥物中，有12個(gè)為生物藥，包括抗體、疫苗、融合蛋白、胰島素等，其中銷(xiāo)售額最高的為艾伯維公司治療自身免疫性疾病的阿達(dá)木單抗（商品名：修美樂(lè)），2018年全球銷(xiāo)售額為199億美元。此外，生物制藥領(lǐng)域也不斷涌現(xiàn)新技術(shù)，如近年來(lái)免疫療法、重組多克隆抗體、雙特異性抗體等創(chuàng)新技術(shù)。經(jīng)過(guò)25年的準(zhǔn)備階段與發(fā)展階段后，中國(guó)生物創(chuàng)新藥發(fā)展也迎來(lái)了春天，不斷涌現(xiàn)出掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的生物制藥企業(yè)，國(guó)產(chǎn)創(chuàng)新生物藥近年來(lái)也不斷進(jìn)入市場(chǎng)。例如，2018年12月17日，君實(shí)生物的首個(gè)國(guó)產(chǎn)PD-1抗體藥物瑞普利單抗注射液（商品名：拓益）被國(guó)家藥品監(jiān)督管理局（NMPA）批準(zhǔn)上市，10天后，信達(dá)生物的PD-1抗體藥物信迪利單抗注射液（商品名：達(dá)伯舒）也獲批上市。市場(chǎng)的迅速發(fā)展使得企業(yè)對(duì)于生物制藥專(zhuān)業(yè)人才的需求猛增，而生物制藥人才的嚴(yán)重不足，已成為制約我國(guó)生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

二、開(kāi)設(shè)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)課程

自1997年IBM公司的深藍(lán)系統(tǒng)戰(zhàn)勝?lài)?guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫到2016年谷歌公司的Alpha Go擊敗圍棋世界冠軍、職業(yè)九段棋手李世石，人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)全面爆發(fā)，成為近年來(lái)科技創(chuàng)新的絕對(duì)熱點(diǎn)領(lǐng)域。人工智能不僅僅是科學(xué)革命，更在悄然改變?nèi)藗內(nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，例如自?dòng)駕駛、Siri語(yǔ)音助手、網(wǎng)購(gòu)?fù)扑]及新聞推薦等都有人工智能的影子。而在藥物研發(fā)領(lǐng)域，人工智能及機(jī)器學(xué)習(xí)也正嶄露頭角。盡管在20世紀(jì)60年代已經(jīng)出現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)，但進(jìn)入2010年后，人工智能及機(jī)器學(xué)習(xí)已在藥物先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)、藥物分子設(shè)計(jì)及藥物分子合成中取得了一系列進(jìn)展。傳統(tǒng)的新藥研發(fā)方式，通常需要十年以上的研究周期及數(shù)十億美元的投入。而人工智能助力的藥物研發(fā)不僅將長(zhǎng)達(dá)數(shù)年的研發(fā)過(guò)程縮短至幾個(gè)月，并且提高了準(zhǔn)確率，降低了研發(fā)費(fèi)用。例如近日AI藥物研發(fā)公司Insilico Medicine與藥明康德以及多倫多大學(xué)的科學(xué)家在“Nature Biotechnology”報(bào)道了在21天內(nèi)，運(yùn)用一個(gè)名為“GENTRL”的人工智能系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出了6個(gè)新的DDR1抑制劑的研究工作。在這6個(gè)新發(fā)現(xiàn)的化合物中，4個(gè)化合物在生化檢測(cè)中得到驗(yàn)證，2個(gè)在細(xì)胞檢測(cè)中檢測(cè)到了活性，其中1個(gè)化學(xué)物在小鼠體內(nèi)上取到了較好效果。除Insilico Medicine公司外，Atomwise、Numerate、BenevolentAI等初創(chuàng)公司也聚焦在人工智能+醫(yī)藥研發(fā)領(lǐng)域。此外，上海大學(xué)的Mark Waller教授和德國(guó)明斯特大學(xué)的Marwin Segler博士等人在《Nature》雜志上報(bào)道了一款可以通過(guò)自主學(xué)習(xí)有機(jī)反應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)分子合成路線的人工智能新工具，人工智能可助力復(fù)雜藥物的合成。

三、開(kāi)設(shè)導(dǎo)師課程

我校理科基地班的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)能夠在高等學(xué)校和藥學(xué)研究等領(lǐng)域從事藥學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究、創(chuàng)新藥物研究和高等藥學(xué)教育的研究型藥學(xué)專(zhuān)門(mén)人才，因此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)及科學(xué)素養(yǎng)較為重要。在現(xiàn)行的理科基地班課程系統(tǒng)中，盡管包含科研能力訓(xùn)練等研究型課程，該課程要求學(xué)生進(jìn)到學(xué)校的課題組中，并參與一定的科研工作。但由于科研訓(xùn)練時(shí)間短，學(xué)生基本停留在看或者簡(jiǎn)單的操作等階段，很難做到多層次地了解課題組的研究方向，更難培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立地思考相關(guān)科學(xué)問(wèn)題的能力。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，可開(kāi)設(shè)導(dǎo)師課程。在該課程中，藥學(xué)理科基地班學(xué)生在二年級(jí)時(shí)利用課余時(shí)間進(jìn)入感興趣的課題組，由課題組導(dǎo)師根據(jù)課題組研究方向講授相關(guān)領(lǐng)域的基本知識(shí)及前沿研究，并講授簡(jiǎn)單的文獻(xiàn)檢索知識(shí)，讓學(xué)生可以自己查閱文獻(xiàn)，并追蹤最新研究成果。此外，進(jìn)入課題組的本科生還要參與課題組的組會(huì)，學(xué)習(xí)研究生的研究工作，并通過(guò)查閱文獻(xiàn)為課題組匯報(bào)最新的研究動(dòng)態(tài);在此基礎(chǔ)上，本科生需在導(dǎo)師或?qū)熃M的指導(dǎo)下參與一定的研究課題，負(fù)責(zé)課題組課題的某一部分，或者在導(dǎo)師的允許下獨(dú)立開(kāi)展某項(xiàng)課題。經(jīng)過(guò)1—2年的導(dǎo)師課程學(xué)習(xí)，基地班學(xué)生可深入了解所在課題組研究及相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新意識(shí)、思考和動(dòng)手能力具有重要的促進(jìn)作用。

我校藥學(xué)理科基地班目前每年的招生人數(shù)為64人，因招生人數(shù)較少，在該專(zhuān)業(yè)增加生物制藥相關(guān)課程、開(kāi)設(shè)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)課程、開(kāi)設(shè)導(dǎo)師課等課程具有較大的可操作性，相關(guān)授課教師也極容易滿足。另外，增加或開(kāi)設(shè)上述課程不僅可以彌補(bǔ)現(xiàn)行理科基地班課程體系銜接藥學(xué)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不足，還可開(kāi)闊學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，從而提升藥學(xué)理科基地班的培養(yǎng)質(zhì)量，進(jìn)而為國(guó)家輸送高質(zhì)量的藥學(xué)研究人才。

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