基于特色專業(yè)建設(shè)與創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下的《獸醫(yī)藥劑學(xué)》高階創(chuàng)新與教學(xué)實(shí)踐

陸 征,劉曉強(qiáng),李引乾

(西北農(nóng)林科技大學(xué)動(dòng)物醫(yī)學(xué)院,陜西 楊凌 712100)

《獸醫(yī)藥劑學(xué)》是獸醫(yī)藥學(xué)課程體系中的重要組成部分,是研究獸用藥物制劑的基本理論、處方設(shè)計(jì)、制備工藝、質(zhì)量控制和合理應(yīng)用等內(nèi)容的一門綜合性技術(shù)科學(xué),是動(dòng)物醫(yī)學(xué)和動(dòng)物藥學(xué)專業(yè)培養(yǎng)方案中的核心課程之一。獸醫(yī)藥劑學(xué)以畜禽專用的藥物制劑為研究對(duì)象,密切結(jié)合畜牧生產(chǎn)和獸醫(yī)臨床用藥實(shí)踐,研究一切與藥物制劑加工相關(guān)的輔料、工藝、設(shè)備等內(nèi)容,其最終目的是將藥物設(shè)計(jì)成安全、有效、質(zhì)量可控、使用方便的臨床給藥形式。該課程的發(fā)展和應(yīng)用與新興技術(shù)密不可分,且具有極強(qiáng)的實(shí)踐性、實(shí)用性和操作性。

我國各類高校是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的搖籃,為適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步,高等教育已逐漸將創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合素質(zhì)的提高作為人才培養(yǎng)的重點(diǎn),以期他們?cè)谧呦蚬ぷ鲘徫缓?能更多地把已有的科研成果轉(zhuǎn)化為新的生產(chǎn)力。作為理想的從業(yè)者,除應(yīng)具備綜合的專業(yè)背景和完備的專業(yè)技能外,更重要的是能夠?qū)W以致用,利用所學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)實(shí)踐中的技術(shù)難題。另外,及時(shí)掌握各種劑型的研發(fā)動(dòng)態(tài)和臨床使用情況,具備一定的新劑型研制和技術(shù)創(chuàng)新能力也是理想從業(yè)者應(yīng)具備的基本素質(zhì)。然而,國內(nèi)高?，F(xiàn)有的教育模式普遍存在著重理論輕實(shí)踐、重知識(shí)學(xué)習(xí)輕能力培養(yǎng)、重個(gè)人能力提升輕團(tuán)隊(duì)整體合作等問題,使得畢業(yè)生在一定程度上缺乏知識(shí)轉(zhuǎn)化和實(shí)踐創(chuàng)新的能力,嚴(yán)重制約了藥學(xué)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?；诖?對(duì)于《獸醫(yī)藥劑學(xué)》課程的教學(xué)改革,除了隨現(xiàn)代藥劑學(xué)新理論、新技術(shù)的發(fā)展及新輔料、新設(shè)備的應(yīng)用對(duì)教學(xué)內(nèi)容做出相應(yīng)更新和變革之外,還可以將教學(xué)過程與本學(xué)院的優(yōu)勢科研學(xué)科網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和表觀藥理學(xué)與獸醫(yī)藥劑學(xué)相結(jié)合,探索以科研能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的《獸醫(yī)藥劑學(xué)》教學(xué)實(shí)踐方法,有利于學(xué)生建立創(chuàng)新思維,進(jìn)而培養(yǎng)其科研素質(zhì),靈活運(yùn)用科研理念,發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)優(yōu)勢,旨在實(shí)現(xiàn)《獸醫(yī)藥劑學(xué)》教學(xué)的高階創(chuàng)新,提升該課程的創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),對(duì)于新獸藥的研發(fā)、劑型設(shè)計(jì)、臨床合理用藥等也具有重要意義。

1 獸醫(yī)藥劑學(xué)與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的融合

隨著獸醫(yī)藥劑學(xué)的飛速發(fā)展,新型獸藥制劑的研發(fā)早已不在拘泥于傳統(tǒng)劑型的改良,而基于網(wǎng)絡(luò)化的藥物研發(fā)手段越來越有前景,由此促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)與獸醫(yī)藥劑學(xué)知識(shí)的融合?！熬W(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)”以生物學(xué)理論為基礎(chǔ),利用可視化軟件和多種算法建立“藥物-靶點(diǎn)-通路”的信號(hào)網(wǎng)絡(luò),探討藥物或制劑與其潛在靶點(diǎn)之間的相互聯(lián)系,此概念是由英國鄧迪大學(xué)安德魯·霍普金斯教授于2007年率先提出的。網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)強(qiáng)調(diào)的是藥物對(duì)機(jī)體多途徑,多靶點(diǎn)的調(diào)控,因此針對(duì)于靶點(diǎn)對(duì)藥物或制劑進(jìn)行反向篩選可以大大提高新藥臨床試驗(yàn)的成功率,縮減研發(fā)費(fèi)用?！东F醫(yī)藥劑學(xué)》與網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的融合,可以拓展學(xué)生的視野,加強(qiáng)其對(duì)交叉學(xué)科的理解,更有助于學(xué)生了解藥物制劑的研究和發(fā)展方向。

1.1 利用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)原理優(yōu)化課程設(shè)計(jì)思路

傳統(tǒng)的藥物設(shè)計(jì)思路,即“基因-藥物-疾病”,網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的出現(xiàn)打破這種固有的藥物設(shè)計(jì)模式。本課程首先采用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)方法和理論比較分析槐花散普通制劑和納米制劑的生物學(xué)功能,尤其是相關(guān)信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)過程。此外,二者在機(jī)體內(nèi)的藥物動(dòng)力學(xué)處置過程有何區(qū)別?如何評(píng)價(jià)新型獸藥制劑的藥劑學(xué)性能?又如何據(jù)此指導(dǎo)制劑設(shè)計(jì),優(yōu)化制劑處方。

基于該思路,我們通過向?qū)W生展示如何運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)的科學(xué)理念評(píng)價(jià)藥物制劑的藥劑學(xué)性質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生思考如何根據(jù)不同制劑的作用特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)或篩選。這不僅可以幫助學(xué)生將理論知識(shí)與新型獸藥制劑的研發(fā)過程聯(lián)系起來,也有利于他們掌握相關(guān)的理論知識(shí),更好的將理論應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)踐過程中去。

1.2 納米制劑課程教學(xué)案例

在課程講授過程中,首先將網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)科研數(shù)據(jù)作為課程引入點(diǎn),并結(jié)合普通制劑和納米制劑在體內(nèi)的藥物動(dòng)力學(xué)參數(shù),分析兩者的藥物代謝特點(diǎn)及作用靶點(diǎn)的異同,對(duì)比之下提出問題。繼而引入藥物靶向性的概念,并介紹納米制劑具有靶向性的作用原理(既被動(dòng)或主動(dòng)靶向作用)以及制備納米制劑所用到的相關(guān)材料。到達(dá)病灶部位后,納米制劑會(huì)依賴于病灶與正常組織的之間的差異釋放藥物,如腫瘤組織具有較高濃度的GSH和ROS、葉酸受體表達(dá)量和偏酸性的pH環(huán)境等。深化學(xué)生對(duì)納米制劑靶向和控制藥物釋放機(jī)制的理解。最后,介紹藥物和載體在機(jī)體內(nèi)的代謝和排泄過程以及影響因素,并通過實(shí)例展示相關(guān)的檢測方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)理論,分析納米制劑與普通制劑的差別及各自優(yōu)勢,引導(dǎo)學(xué)生思考如何解決臨床用藥中的具體問題,進(jìn)而針對(duì)具體問題優(yōu)化藥物制劑的設(shè)計(jì),完成課程講授。

網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)對(duì)于新型獸藥的劑型設(shè)計(jì)、輔料選擇等諸多方面均具有重要指導(dǎo)意義。該科研理念既可加深學(xué)生對(duì)新劑型的設(shè)計(jì)思路、制備原理及評(píng)價(jià)手段的理解,也可針對(duì)性的對(duì)學(xué)生進(jìn)行能力拓展訓(xùn)練,將傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸式教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)橐耘囵B(yǎng)具備創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才為目的的教學(xué)模式。

2 獸醫(yī)藥劑學(xué)與表觀遺傳藥理學(xué)的融合

藥物反應(yīng)的個(gè)體差異取決于多種因素,不能完全用遺傳多樣性來解釋。由此表觀遺傳藥理學(xué)逐漸發(fā)展成為一門重要學(xué)科,它主要研究遺傳基因或編碼酶對(duì)藥物的表觀反應(yīng)及其作用機(jī)制,在評(píng)價(jià)藥物的治療作用和不良反應(yīng)、篩選藥物作用靶點(diǎn)、探究其作用機(jī)制等方面具有重要的指導(dǎo)意義。表觀遺傳藥理學(xué)與獸醫(yī)藥劑學(xué)的結(jié)合,既有助于新藥作用靶點(diǎn)的篩選,也有助于藥物制劑設(shè)計(jì)思路的創(chuàng)新,在臨床合理用藥方面更具有深遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。通過學(xué)習(xí)該內(nèi)容,可以拓展學(xué)生的科研思路,加深其對(duì)劑型改變藥理作用的理解。

2.1 利用表觀遺傳藥理學(xué)原理優(yōu)化課程設(shè)計(jì)思路

不依賴于遺傳基因編碼的可遺傳表型變化,被稱為表觀遺傳現(xiàn)象。其調(diào)控機(jī)制包括組蛋白翻譯后修飾、脫氧核糖核酸甲基化、染色體結(jié)構(gòu)調(diào)控以及非編碼RNA調(diào)控等。本課程可以運(yùn)用表觀遺傳學(xué)理論對(duì)腫瘤發(fā)病機(jī)制進(jìn)行介紹,分析相關(guān)基因的異常修飾所導(dǎo)致的腫瘤發(fā)生,那么如何針對(duì)基因修飾異常開發(fā)新的藥物制劑?如何評(píng)價(jià)其藥劑學(xué)性能?如何發(fā)揮劑型優(yōu)勢獲得效果更佳的新型藥物制劑?

基于該思路,教師可以對(duì)不同類型的表觀遺傳修飾異常和其導(dǎo)致的相關(guān)疾病進(jìn)行分析,讓學(xué)生了解表觀藥物的設(shè)計(jì)和研發(fā)理念,同時(shí)展示研發(fā)工作中對(duì)表觀藥物進(jìn)行篩選和效果評(píng)價(jià)的相關(guān)資料,剖析藥物或制劑與表觀遺傳疾病之間的相互作用,從而引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣以疾病的特點(diǎn)為根據(jù)選擇和設(shè)計(jì)相應(yīng)的表觀藥物和劑型。這不僅有利于學(xué)生了解疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制,也可以讓他們對(duì)獸醫(yī)藥劑學(xué)相關(guān)知識(shí)靈活運(yùn)用,理論應(yīng)用于實(shí)際。

2.2 抗癌制劑課程實(shí)施案例

研究表明,表觀遺傳物質(zhì)修飾異?？赡芤l(fā)如腫瘤、心血管疾病、自身免疫性疾病等重大疾病,由此可以以抑制表觀遺傳異常修飾為作用機(jī)制研發(fā)相應(yīng)藥物,達(dá)到治療目的。課程實(shí)施過程中,以癌癥發(fā)生發(fā)展過程中出現(xiàn)的抑癌基因特異性甲基化為例,介紹抗癌藥物的研發(fā)原理,以及針對(duì)該發(fā)生機(jī)制開發(fā)出的組蛋白去乙?；?HDAC)抑制劑、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑等抑制酶活性的表觀遺傳藥物,如羅米地辛、阿扎胞苷、帕比司他等。然后,以HDAC抑制劑為例對(duì)此類藥物的藥劑學(xué)性能進(jìn)行拓展,進(jìn)而形成“藥物靶點(diǎn)-藥理學(xué)特性-表觀遺傳藥物”研發(fā)的思路。最后,還可以根據(jù)藥劑學(xué)相關(guān)知識(shí),制備同種藥物的不同劑型,在試驗(yàn)基礎(chǔ)上反推不同劑型的藥物對(duì)治療效果的影響,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)新型藥物制劑設(shè)計(jì)的創(chuàng)新思維建立。此外,還可以以骨髓增生異常綜合征(MDS)為例,向?qū)W生介紹阿扎胞苷通過抑制核糖核酸還原酶對(duì)mRNA和蛋白代謝,促進(jìn)細(xì)胞凋亡,進(jìn)而達(dá)到治療目的。并且,市售的兩種不同劑型可分別通過注射給藥和口服給藥,也會(huì)對(duì)該藥物的療效和受眾的用藥反應(yīng)產(chǎn)生一定影響。在舉例過程中引導(dǎo)學(xué)生思考表觀遺傳機(jī)制對(duì)于表觀遺傳藥物制劑研發(fā)的指導(dǎo)意義,完成課程講授。

表觀遺傳藥理學(xué)的學(xué)習(xí),既有助于學(xué)生理解藥物與機(jī)體之間的作用機(jī)制,也有助于其理解藥物與藥物之間的互作原理。它與獸醫(yī)藥劑學(xué)知識(shí)相結(jié)合,能讓學(xué)生在藥物作用靶點(diǎn)篩選、制劑設(shè)計(jì)、個(gè)性化治療等方面有更深刻的認(rèn)識(shí),同時(shí),對(duì)于知識(shí)寬度的拓展、創(chuàng)新思維的培養(yǎng)等方面也會(huì)大有幫助。

3 獸醫(yī)藥劑學(xué)的教學(xué)改革實(shí)踐及效果評(píng)價(jià)

3.1 獸醫(yī)藥劑學(xué)教學(xué)改革實(shí)踐

在實(shí)施課堂教學(xué)過程中,學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)替代了理論知識(shí)的記憶成為教學(xué)重點(diǎn),因此,評(píng)定教學(xué)過程和成績考核也要做出相應(yīng)調(diào)整。首先,教師須在課前利用本學(xué)院MOOC網(wǎng)站提供課程內(nèi)容相關(guān)的文獻(xiàn)資料及思考題,鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí),獨(dú)立思考,總結(jié)問題。授課過程中,分專題講授課程內(nèi)容,并實(shí)現(xiàn)線上-線下混合式教學(xué)。然后,發(fā)布以問題為導(dǎo)向的教學(xué) (PBL)任務(wù),讓學(xué)生進(jìn)行分組討論。最后,以PPT形式進(jìn)行課堂匯報(bào),形成文字總結(jié)。

3.2 課堂目標(biāo)效果評(píng)價(jià)

經(jīng)過“課前思考-課堂引導(dǎo)-課下討論-課后總結(jié)”,學(xué)生不僅可以充分理解并掌握書本中的相關(guān)知識(shí),對(duì)藥物制劑研發(fā)及評(píng)價(jià)過程形成了初步認(rèn)知;同時(shí),也了解了網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和表觀遺傳藥理學(xué)等前沿科學(xué)與獸醫(yī)藥劑學(xué)的內(nèi)在關(guān)聯(lián),并理解如何運(yùn)用其科學(xué)理念指導(dǎo)藥物制劑的設(shè)計(jì)。通過歸納、總結(jié)、思考、匯報(bào)、整理提升其綜合素質(zhì)。在成績考核方面,將傳統(tǒng)的評(píng)分模式更改為50%理論授課+50%PBL教學(xué),強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程和思維鍛煉,以習(xí)題討論和PBL過程為主。以評(píng)分模式的改變促進(jìn)教學(xué)模式的改革,使學(xué)生不再被動(dòng)地接受書本知識(shí),真正做到培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和提升學(xué)生思維創(chuàng)新的素質(zhì)。

4 《獸醫(yī)藥劑學(xué)》高階創(chuàng)新與實(shí)踐教學(xué)是高校培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的重要途徑

高校是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的熔爐,為實(shí)現(xiàn)高校人才培養(yǎng)模式的轉(zhuǎn)型,使畢業(yè)生能更好地適應(yīng)創(chuàng)新型社會(huì)的需要,應(yīng)將科研能力的培養(yǎng)融入到教學(xué)當(dāng)中,盡可能的實(shí)現(xiàn)“授之以魚”向“授之以漁”模式的轉(zhuǎn)變,并輔以教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的調(diào)整。在課堂上,為學(xué)生營造探索和交流的教學(xué)氛圍,實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的創(chuàng)新和改革;在課堂下,允許學(xué)生最大程度的發(fā)揮其主觀能動(dòng)性,篩選、獲取和學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí),提高其創(chuàng)新能力,培養(yǎng)其科研思維?；谖以禾厣珜I(yè)建設(shè)與創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新要求,我們將我院藥學(xué)專業(yè)的核心課程《獸醫(yī)藥劑學(xué)》與本學(xué)院優(yōu)勢科研學(xué)科網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)及表觀遺傳藥理學(xué)知識(shí)相融合,提升教學(xué)的內(nèi)容深度,培養(yǎng)學(xué)生的科研思維,同時(shí),依托PBL教學(xué)方法,對(duì)學(xué)生加以引導(dǎo),教他們學(xué)會(huì)提出疑問、分析討論、歸納總結(jié),真正發(fā)揮出“科研反哺教學(xué)”的優(yōu)勢。旨在實(shí)現(xiàn)《獸醫(yī)藥劑學(xué)》教學(xué)的高階創(chuàng)新,提升該課程的創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高學(xué)生的綜合素質(zhì),對(duì)于新獸藥的研發(fā)、劑型設(shè)計(jì)、臨床合理用藥等亦具有重要意義。