多學科臨床知識融入生化教學的實用技巧

丁巖 任立剛 任凱

摘? 要：生物化學與分子生物學是一門研究生物大分子結構、功能及化學變化的學科，其微觀性和抽象性使眾多教師和同學在講授和學習過程中遇到了較大困難。長期教學實踐結果顯示，將多學科臨床知識融入生化教學，將枯燥的生化反應、分子機制與臨床表現(xiàn)、疾病治療相結合，能夠極大地提高學生對本課程的學習興趣，增強學生的學習主動性、積極性，培養(yǎng)學生的辯證思維方式，構建“以學生學為中心”的互動課堂。

關鍵詞：生物化學;臨床知識;教學技巧

中圖分類號：G642;Q5-4? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）35-0119-03

生物化學與分子生物學研究的視角是從分子水平揭示疾病的病因，為疾病的治療提供分子靶點，很大程度上解決了對因治療的問題，這一出發(fā)點與幾千年來中醫(yī)提倡的“博極醫(yī)源”“為病求本”觀點相吻合。比如，Gleevec是首個上市的分子靶向藥，將慢性粒細胞白血病的5年生存率從25%提高到90%以上;Herceptin是治療Her-2高表達乳腺癌患者治療的金標準，為將乳腺癌術后5年生存率提高到近90%做出了巨大的貢獻。這些高效的腫瘤分子靶向藥的發(fā)明，幾乎都是生物化學與分子生物學高速發(fā)展的結果。因此，可以說醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)進步的源動力來自生物化學的發(fā)展。

在醫(yī)學本科基礎課程中，生物化學與分子生物學既微觀又抽象，而且發(fā)展十分迅速，因此成為最難以講授的課程之一。本文將總結生化課堂教學中的一些實用技巧：將多學科臨床知識融入生化教學，將枯燥的生化反應、分子機制與臨床表現(xiàn)、疾病治療相結合[1-5];盡可能地把臨床上的“好藥”與生物化學的基礎知識相關聯(lián)，將藥物的治病救人屬性與生物化學的探索人體奧秘的本質進行有機結合，在培養(yǎng)學生思維與技能的基礎上，進行應用遷移能力訓練。

一、通過對疾病的講解，體現(xiàn)物質代謝是某些疾病藥物治療的理論基礎

肝性腦病是氨基酸代謝章節(jié)中涉及的臨床疾病，其發(fā)病機制主要為：氨中毒學說、假性神經(jīng)遞質學說、5-羥色胺學說和γ-氨基丁酸（GABA）學說，其中，氨中毒學說最為主要。肝性腦病是肝硬化患者最嚴重的并發(fā)癥，如果治療不及時，往往會導致患者死亡。在講解氨基酸代謝的相關內(nèi)容時，教師可首先對肝性腦病的病因、誘因、臨床表現(xiàn)、發(fā)病機制進行詳細講解，然后結合內(nèi)科治療策略——降低血氨，減少假性神經(jīng)遞質生成，使用GABA受體拮抗劑等，讓學生對具體的藥物治療措施進行分析與討論：

1. 使用酸性溶液灌腸減少血氨吸收，使用口服腸道制菌劑利福昔明抑制腸道細菌，減少腐敗作用，這與腐敗作用章節(jié)的知識緊密關聯(lián)。

2. 口服鳥氨酸和天冬氨酸制劑，增加尿素合成以增加血氨的去路，改善患者癥狀。盡管教材中提到了AGA（乙酰谷氨酸）激活CPS-1啟動尿素合成，精氨酸又是AGA合酶的激活劑，兩者都可以增加尿素合成，但是循證醫(yī)學尚無證據(jù)肯定精氨酸和谷氨酸有降低血氨的確鑿療效[6]。這一點充分體現(xiàn)了疾病發(fā)生和治療的理論基礎與臨床實際的不同，教師應在這個案例中進行充分的對比分析與講解，讓學生認識到知識應用遷移不能照本宣科，應該辯證分析。

3. 使用支鏈氨基酸（包括亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸）競爭性拮抗芳香族氨基酸，通過血腦屏障進入神經(jīng)元，減少假性神經(jīng)遞質的形成。因為，假性神經(jīng)遞質主要是β-羥酪胺和苯乙醇胺，前體分子酪胺和苯乙胺均為含苯環(huán)化合物，因此，可以使用支鏈氨基酸抑制其進入神經(jīng)中樞。這依然是氨基酸代謝中腐敗作用的延續(xù)，教師在授課過程中應前后呼應，幫助學生構建生物化學完整知識體系。

4. GABA是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的抑制性神經(jīng)遞質，產(chǎn)生過多是肝性腦病發(fā)生的機制之一。GABA受體是一個大分子復合體，可以接受來自GABA、苯二氮卓類（BZ）、巴比妥類和乙醇等的刺激，使Cl-內(nèi)流增加，導致神經(jīng)元細胞膜發(fā)生超極化，降低神經(jīng)元興奮性。因此，使用苯二氮卓受體阻斷藥—氟馬西尼（安定中毒的解毒藥），能夠短期內(nèi)改善患者的中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制作用。這是氨基酸代謝γ-氨基丁酸代謝內(nèi)容的擴展。

二、從真實的臨床病例出發(fā)，將生物化學基本理論與臨床應用相關聯(lián)

在脂類代謝章節(jié)中，教師可引入非甾體抗炎藥（Nonsteroidal Anti-inflammatory Drugs，NSAIDs）導致潰瘍出血的臨床病例，將其與不飽和脂肪酸衍生物代謝相關聯(lián)?；ㄉ南┧崾乔傲邢偎兀≒G）、血栓噁烷（TXA2）、白三烯（LT）的前體物質。環(huán)氧合酶（COX）是PG和TXA2合成的關鍵酶（見圖2）。PG是誘導炎癥反應的起始物質，以阿司匹林為代表的NSAIDs藥物能夠抑制COX，從而抑制炎癥反應，因此具有解熱鎮(zhèn)痛消炎和抑制血小板聚集的作用（抑制TXA2的合成），在臨床上廣泛適用于高血壓、高血脂、冠心病等患者。由于PGI2具有較強的血管擴張作用，可以維持胃黏膜下血供，保障胃黏膜上的黏液-碳酸氫鹽屏障和黏膜上皮的及時更新，當患者長期使用NSAID藥物時，由于PGI2合成受到抑制，容易誘發(fā)消化性潰瘍并發(fā)出血和穿孔，其發(fā)生率占潰瘍患者的5%—30%，主要見于老年患者，稱為NSAID潰瘍。因此，阿司匹林制劑多為阿司匹林腸溶片，以減少胃腸不良反應。

課堂講授時可以先從一個實際病例引入?；颊吣校?0歲，黑便4天，1天前嘔吐咖啡渣樣胃內(nèi)容物1次約100ml入院?；颊哳^暈乏力、心悸，無暈厥及四肢濕冷，無腹痛，小便正常。查體示：皮膚蒼白、未見黃染，腹軟，上腹部輕壓痛，無肌緊張。既往高血壓病史3年、糖尿病史3年，服用氨氯地平5mg/d，阿司匹林100mg/d及二甲雙胍500mg tid治療。血常規(guī)示Hb 69g/L、紅細胞比容0.26。糞潛血試驗陽性。

然后進行病例分析。該患者因急性上消化道出血來就診，既往有長期服用阿司匹林的病史，故最可能的診斷是NSAIDs潰瘍出血，需做急診胃鏡確診，藥物治療給予質子泵抑制劑蘭索拉唑與胃黏膜保護劑硫糖鋁，必要時內(nèi)鏡下止血治療。

通過這樣的病例分析，教師可讓學生把物質代謝基礎理論與疾病發(fā)生、診斷與治療聯(lián)系起來，要求學生仔細閱讀阿司匹林的藥物說明書，幫助學生在生物化學基礎理論體系和臨床應用之間搭建橋梁，讓學生學會學以致用。

三、理論聯(lián)系實際，提高學生在實驗課堂中的參與度和積極性

在實驗課中，很多學生只是按照實驗步驟按部就班地完成實驗，并不去思考實驗原理和分析實驗結果。而實驗科學最重要的是培養(yǎng)學生的實驗思維，而不是培養(yǎng)“實驗機器”。

以血糖測定實驗為例，教師在課堂上可以通過“理論講解——大膽猜測——現(xiàn)場驗證”來激發(fā)學生進行實驗的興趣：

（一）理論講解

教師首先應強調糖尿病是代謝性疾病并非內(nèi)分泌疾病，因此診斷糖尿病主要通過檢測血糖濃度，而非胰島素水平?？崭寡鞘茱嬍?、職業(yè)、代謝等因素影響較大，漏診率高，因此口服葡萄糖耐量實驗（OGTT實驗）是目前主要的糖尿病診斷依據(jù)。根據(jù)1999年的糖尿病診斷標準（見表1），正常人OGTT 2小時血糖（2hPG）應<7.8mmol/L。

（二）大膽猜測

II型糖尿病的主要病因是胰島素抵抗，發(fā)生胰島素抵抗的主要論點之一就是肥胖。即便不是糖尿病患者，理論上講肥胖人群的糖耐量也會低于正常人，2hPG水平會較正常人高。因此，大膽猜測班上體型肥胖的學生要比體型清瘦的學生2hPG水平高。

（三）現(xiàn)場驗證

此時上課時間通常在學生上一餐后2小時左右，教師可選擇兩位體型差異比較大的學生現(xiàn)場測量血糖，通常肥胖學生2hPG約為6.5mmol/L左右，纖瘦學生約為5.5mmol/L左右，雖然都在7.8mmol/L以下，但還是有明顯區(qū)別的。

通過這樣的講解，能夠極大地激發(fā)學生檢測血糖的興趣，并將理論與實際相結合，加深學生印象。同時，遇到特殊情況，教師要及時進行分析解釋，比如肥胖同學測得的2hPG明顯接近或高于糖尿病標準，應立刻詢問他課間是否進食或喝飲料，及時答疑解惑。

四、結論

課程問卷結果顯示，學生喜歡生物化學課堂的最主要原因不是因為老師授課嚴謹、思路清晰（占16.7%），而是能更廣泛地聯(lián)系臨床實際（占43.5%），講授幽默、親和力高（34.8%），這說明了將枯燥的理論知識與臨床實際相結合在課程教學設計中的重要性（見表2）。

除此以外，教師對臨床案例的選材和取舍很重要。教師應該盡量選擇常見病和多發(fā)病，避免將罕見疾病搬到生化課堂上，學生不熟悉、沒有代入感，授課效果會大打折扣。

總之，將臨床知識、臨床案例引入生化課堂，不僅豐富了教學內(nèi)容，而且通過以問題為導向的探究式教學模式，進行學生思維能力提升訓練，能提高學生的學習主動性、積極性，真正構建“以學生學為中心”的互動課堂。

參考文獻：

[1] Yang，R.W.. How to Arouse Students' Desire to Learn Biochemistry[J]. Biochem Mol Biol Educ，2020，48（06）：572-578.

[2] 王琪琳，徐偉，王圣惠，等. 基于OBE教育模式《生物化學》混合式教學設計與實踐應用[J]. 生命的化學，2019，39（05）：1037-1044.

[3] 趙雪琳，金恒. 《生物化學》課程教學改革——新生代大學生適應性教育[J]. 生命的化學，2019，39（02）：388-393.

[4] 韓海棠. 應用多種教學方法， 建設活躍的生物化學課程[J]. 生命的化學，2019，39（01）：207-209.

[5] 楊榮武. 生物化學教學實用技巧和策略[J]. 中國生物化學與分子生物學報，2020，36（02）：232-240.

[6] 葛均波，徐永健，王辰. 內(nèi)科學：9版[M]. 北京：人民衛(wèi)生出版社，2018：413.

（薦稿人：孔宇，西安交通大學生命科學與技術學院教授）

（責任編輯：淳潔）