分子生物学进展范文

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篇1

关键词：羊草；分子生物学；遗传多样性；组织培养；基因克隆

中图分类号：S543.901　文献标识码：A　文章编号：1007-7847(2007)04-0289-06

羊草(Leymus chinensis)是多年生禾本科赖草属草本植物，由于其环境适应性较强。具有耐寒、耐旱、耐盐碱等优点而成为松嫩平原的优势物种，同时羊草也是一种重要的牧草资源，蛋白质含量高，适口性好，耐践踏，在发展草原畜牧业方面具有重大的经济和社会效益，但羊草种子发芽率低、种子萌发最适pH值为8.0～8.5，加上过变放牧和草地盐碱化日益加重等原因，我国现存系统管理重点实验室项目(K09M6)羊草草地约有90％以上发生了不同程度的退化，因此，研究羊草的遗传分化、抗逆机理、栽培育种以及转基因等对于改善生态环境和草场建设具有重要意义，随着分子生物学对各个学科的交叉渗透，使羊草的研究从细胞水平进一步深入到分子水平，羊草属于异交植物，物种趋向于在种群中具有较高水平的变异性，仅在松嫩草原中西部靠近内蒙古高原东部草原上的羊草种群就数以千计，这为研究羊草种群的遗传多样性提供了对象，培养愈伤组织是进行羊草转基因研究的前期工作，但诱导率低的问题尚未得到解决，笔者结合自己的科研工作，对羊草分子生物学领域的研究成果加以综述，旨为羊草抗逆分子机理研究提供参考资料。

1　羊草遗传多样性研究

由于羊草生态适应性强、分布范围广、生境类型多样，在长期的适应和进化过程中，羊草种群之间在形态、生理、生态以及遗传特征方面均产生了趋异，RAPD(randomly amplified polymorphic DNA，随机扩增多态DNA)技术可以在对被检对象无任何分子生物学资料的情况下对其基因组进行分析，而且具有费用较低、方便易行、模板DNA用量少、不需要同位素，在安全性和实验操作上具有比AFLP(amplified fragment length polymorphism，扩增酶切片段多态性)、SSR(simple sequence rc-peat，微卫星重复序列)等分子标记更加简便易行等优点，从而使其成为目前研究羊草遗传多样性的最重要的手段之一，该技术主要是利用各种群羊草的总基因组DNA作为模版，筛选能够扩增出具有明显差异性条带的随机引物，以至少两次重复均出现的结果做0，1矩阵图，即有条带记为1，无条带记为0，计算总片段数及多态位点百分率、各种群间遗传相似系数和遗传距离，利用分析软件进行聚类分析从而得到其遗传结构树状图，

羊草RAPD分析可以用于研究羊草的种群关系以及遗传分化的影响因子，崔继哲等应用RAPD技术证明相似生境或同一地域的种群在一些位点上表现出相似或相同的变化，刘惠芬等运用RAPD技术对内蒙古典型草原不同生境8个羊草种群进行分析，聚类结果显示生境相似的种群能够聚在一起，而地理距离最近的种群不一定归为一类，说明小范围内羊草种群间的遗传分化与地理距离不存在相关性，而与其生境间的相似度相关，影响遗传相似性的不是单一因子而是各种因子的综合作用，较小地理范围内羊草种群间的遗传分化主要是由环境的异质性所引起的，笔者曾以采自中国大安碱地生态试验站(N45°36′，E123°53′)的羊草种子单株播种栽培，以每株羊草幼苗的地上部为材料进行RAPD分析，30个实验样品的平均遗传距离为0.1909，共可分为4个类群(待发表)，通过RAPD分析，还可以进一步将羊草遗传分化多样性的原因具体化，汪恩华等””利用分子标记与形态标记以21个有效随机引物中对9份羊草材料进行RAPD分析，对随机抽取的17份禾草种质进行了种质评估的比较研究，结果表明，羊草种质的小穗数、种子千粒重、叶色、有性繁殖量和结实率5个形态学指标与遗传多样性指标存在一定的相关性，应用RAPD技术对不同生境羊草在水分胁迫下游离脯氨酸含量的变化做聚类图比较分析，证实水分是影响羊草种群间遗传变异和生态型分化的一个最主要的因子，虽然水因子是影响羊草分化的一个主导因子，但是在实际研究工作中也认识到羊草变异和分化是多种生态因子综合起作用的结果(如温度、海拔、经纬度、土壤类型等)，而且各因子之间又是相互影响，在不同的生境中限制因子又是变换的，这就造成不同地理种群的羊草遗传分化过程的复杂性，由此可见，目前以羊草为实验材料的RAPD分析虽有许多报道。但是由于羊草本身具有较高的种群变异性。组成羊草群落的植物总计有357种，加之尚缺乏一种统一的标准分型方法，因此RAPD技术就成为研究羊草分类及来源的主要工具，在物种鉴定及遗传分化研究中发挥着重要作用。

除了RAPD技术以外，等位酶技术也可用于羊草遗传多样性分析，等位酶是指由一个位点的不同等位基因编码的同种酶的不同类型，其功能相同但氨基酸序列不同，崔继哲等通过该技术，综合分析了松嫩平原11个羊草种群的遗传多样性及遗传分化指标，深入剖析了灰绿型和黄绿型两种叶色类型羊草种群之间的遗传差异，证明种群间的遗传距离与地理距离之间没有相关，崔继哲等还采用淀粉凝胶电泳技术，应用等位酶分析方法测定了松嫩平原南部微生境下羊草灰绿色和黄绿色两种生态型9个种群的遗传多样性和遗传分化程度，证明羊草种、种群和生态型水平都维持较高的遗传多样性，两种生态型之间有明显的遗传多样性差异及遗传分化，另外，对不同生境、不同分类种群的遗传结构分析发现羊草种群遗传变异度很高，但是无论如何归属，松嫩草原上的羊草种群遗传分化程度很低，推测可能与羊草为异花授粉、不同类型混生及种群间基因流强度大有关，刘杰等曾用SSR作为探针构建了羊草的遗传指纹图谱，为羊草种质资源评价、种间及种内亲源关系分析、生物多样性研究提供了有效手段，利用AFLP方法对我国不同地区分布的羊草材料进行的DNA多态性分析结果也表明了羊草基因组DNA具有比较丰富的多态性。

2 羊草愈伤组织培养及利用

植物组织细胞培养(plant tissue and cell cul-ture)是通过运用植物组织细胞培养技术实现植物育种获得新品种的一条快捷途径，既可以通过

花粉培养、未授粉子房以及胚株培养等诱导形成单倍体植物，也可以通过植物愈伤组织培养中普遍存在的染色体变异实现植物突变育种，另外，通过植物组织培养技术进行的植物细胞融合(尤其是原生质体融合)、胚胎培养以及植物体外受精技术可获得远缘杂交种，通过植物组织培养中的茎尖培养能够产生无病毒原种，因而可用于植物脱毒，解决生产实践中植物病毒危害问题，组织培养是植物细胞工程学、遗传学、植物生理学、生物化学与分子生物学研究的重要基础，不仅用于快速繁殖。还用于单倍体育种、种质保存、生理学研究和基因转化等领域。

早在上世纪80年代，高天舜就利用羊草根茎作为外植体进行愈伤组织的诱导和植株再生材料，目的是为了改良羊草的遗传性状，试图通过组织培养途径获得羊草新类型，该研究采用当年生羊草根茎幼嫩部分的节间基部切段以及隔年生老根茎和当年生根茎的芍间中部、顶部切段作为外植体，消毒处理后接种于3种MS培养基中，先进行暗培养。待长出愈伤组织后转入光照培养，诱导率平均在20％左右，分化率最高也只有24.2％，羊草幼穗和成熟种子也可作为诱导愈伤组织的外植体，刘公社等，以幼穗作为外植体，恒温25℃条件下诱导愈伤组织，在加有1mg/L2，4-D MS培养基上继代2次后，转移到含1.0mg/L KT和0.5mg/NAA的MS培养基上分化培养得到再生芽，并在无激素的基本培养基上获得了生根的试管苗，移栽到温室后可正常生长，尽管从羊草叶片、幼穗和成熟胚在同样培养条件下均能诱导出愈伤组织，但只有幼穗愈伤组织能够继续分化出再生植株，但分化率因基因型和外源激素的不同而不同，以成熟羊草种子为外植体诱导愈伤组织具有操作简便、污染程度低、材料选择直观化的优点，且诱导率和幼苗分化率较高、幼苗健壮、生长势好，崔秋华等采用3种培养基(MS、B5和8114)，3种2，4-D的浓度水平(1、2、4 mg/L)培养羊草幼嫩根茎和种子，结果表明，以种子作为外植体可获得较高的愈伤组织诱导率(29.05％)，但目前对于最适激素浓度没有统一结论，其范围从1～4mg/L不等，对愈伤组织的诱导效果也未达到令人满意的水平，仍需要深入研究。

在对羊草愈伤组织的应用方面，可以以羊草种子诱导出的愈伤组织为材料，用含有NaCl的培养基和含有NaHCO3与Na2CO3的混合盐培养基进行培养，测定羊草愈伤组织的耐盐性，结果表明羊草愈伤组织对NaCl最大耐受强度为180mmol/L；对NaHC03与Na2CO3的混合盐的最大耐受强度为4mmol/L中性盐(NaCl)与碱性盐(NaHCO3与Na2CO3)对羊草愈伤组织的胁迫机制明显不同，国内外对于愈伤组织的培养大多应用于转基因，但在羊草方面进行的该项研究却很少，刘公社将携带PAT基因的质粒通过基因枪法转化羊草愈伤组织。然后在筛选培养基上进行培养，筛选抗性愈伤组织并转接到分化培养基上，得到再生苗，然后接种到含有筛选剂的生根培养基上培养后得到转基因羊草小苗，该研究已获得耐除草剂的羊草新品种专利，曲同宝等用基因枪将BADH基因转入由羊草成熟胚诱导出的胚性愈伤组织中，获得了转基因植株，经过PCR检测证明外源基因已整合到羊草基因组中并得以表达，虽然转入羊草的基因都可被检测到已整合人羊草基因组中，而且也得到表达，但是对于转基因羊草对周围生态环境的影响还未见相关报道，筛选突变体是羊草愈伤组织的另一用途，陈晖等用组织培养方法筛选获得羊草抗羟脯氨酸(HYP)变异系HR20-8，该变异系细胞内游离氨基酸和蛋白质组分氨基酸含量均发生了较大的变化，与供体对照比较，分别提高2.35倍和1.40倍，其中，游离脯氨酸和蛋白质组分脯氨酸分别提高6.6倍和3.0倍，且脯氨酸合成途径必需的r-谷氨酸激酶的活性提高了2.5倍。

3 羊草酶蛋白类研究

蛋白质是生物体生命中的第一重要物质，是生理功能的执行者，是生命现象的直接体现者，同时能够调控相关基因的表达，植物对抗非生物胁迫必然有蛋白质的参与，比如耐冷蛋白、热休克蛋白、水通道蛋白、赤霉素信号传导蛋白等，从羊草中检测这些蛋白的含量以及克隆表达该蛋白的基因对于研究羊草耐逆分子机理和改善羊草品质都具有重要意义。

目前对于羊草酶蛋白的研究还远远不够，主要有细胞色素氧化酶、过氧化物酶、脂酶同工酶等，其应用也仅局限于阐明羊草的遗传分化，通过聚类分析可以研究羊草种群在不同地理及生态环境中羊草在分子水平上细胞色素氧化酶同工酶存在着种内分化，羊草在同工酶水平上的分化受多个环境因子的综合影响，而且与羊草耐寒性能存在一定的内在联系，张丽萍等对采自同一天然草地上叶片呈黄绿色、灰绿色两种类型羊草的根、茎、叶的过氧化物同工酶、脂酶同工酶进行了分析比较，结果表明，两种叶色羊草，其相同组织的过氧化物同工酶谱及脂酶同工酶谱基本一致，两种羊草叶片呈现不同颜色只属不同生态型，

磁场处理不仅可以促进羊草的生长。而且还能提高羊草的抗盐碱性，磁场使羊草过氧化物酶(POD)活性提高，并且诱发了一条新的同工酶带，张卫东等认为羊草自交不孕的原因是自交不亲和。并利用禾本科植物自交不亲和性有关的硫氧还蛋白(thsioredoxin)^基因设计的引物在羊草DNA中检测到预期片段，说明硫氧还蛋白h基因可能与羊草的自交不亲和性有关，该基因现已被克隆并能够从GenBank中查到其序列。

研究羊草草原土壤酶的活性可以判断土壤的肥力，土壤肥力水平接近则土壤酶的活性相似，土壤蛋白酶、脲酶、多酚氧化酶的活性与土壤有机碳、全氮呈显著相关关系，可以反映土壤肥力水平高低，是评价土壤退化的重要指标。

4 羊草耐逆基因的分离与克隆

羊草具有耐寒、耐旱、耐盐碱的特性，并且蛋白质含量较高，说明羊草在面对非生物胁迫时高效表达能够适应、缓解或对抗相应逆境条件的物质，尤其是调控这些物质表达的酶类基因，据报道，羊草种子个体萌发期最大忍受pH范围是9.14-9.53，对于NaCl可耐受的最大强度为600mmol/L，对于Na2C03可耐受的最大强度为175mmol/L，为了弄清这种适应机制的复杂性，通过大规模的cDNA克隆或者表达序列标签(EST)的测序分离相关基因是非常重要的，Jin等采集自然生长的植物叶组织经过Na2CO3胁迫处理构建了cDNA文库，并对其EST进行测序对比分析，推断在羊草叶和根中各有39和31个非生物胁迫相关基因，这些EST资源将有助于对植物耐盐碱分子基础的深入研究和理解。

甜菜碱是在生物体内起着渗透保护作用最主要的细胞相溶性物质，编码决定该物质合成的关键酶一甜菜碱醛脱氢酶(BADH)基因已经先后从多种生物体内得到克隆，并在多种植物中进行了遗传转化。已获得了抗盐、抗寒、耐旱能力得到较大程度提高的转基因植株，某些植物体内的甜菜碱含量和BADH活性随着土壤盐碱化程度的加重而增加，因此推测甜菜碱可能与羊草耐盐碱性有关，目前羊草中的部分BADH基因片段也已经被成功克隆。

5　问题与展望

篇2

[文献标识码]A

[文章编号]1006-1959(2009)07-0280-02

肾细胞癌(renalcellcarcinoma,RCC)是泌尿系统常见的恶性肿瘤之一,长期危害着人类健康。近十年来,对肾细胞癌的分子生物学研究取得了长足的进展,使我们对肾细胞癌有了更深刻的认识。本文就肾细胞癌各种病理分型的分子生物学研究进展进行综述。

1肾细胞癌发生的分子生物机制

肾癌的发生发展是多阶段、多步骤的过程,包括癌基因激活和抑癌基因(tumorsuppressorgene,TSG)失活在内的一系列遗传学改变。抑癌基因的缺失或失活是肿瘤发生发展过程中重要的分子事件之一。肿瘤常在抑癌基因位点出现染色体基因缺失,表现为等位基因杂合性缺失(lossofheterozygosity,LOH),通过检测分析肿瘤LOH及其规律,可在染色体一定范围内发现肿瘤的抑癌基因及易感基因。为了能较全面的了解导致肾细胞癌发生发展的关键分子事件,不同学者对肾细胞癌全基因组进行了不同的研究,发现肾细胞癌发生高频率LOH主要见于以下几个染色体:3p、5q、8p、9p、10q、14q、17和18q染色体。

1.13号染色体:3号染色体短臂的部分缺失是肾癌基因改变中的高发事件。其中定位于3p25-26的VHL抑癌基因被认为是这些基因改变的首要目标。在以前的研究中,VHL在肾透明细胞癌(cc-RCC)中的失活机制主要为等位基因缺失和突变,DNA超甲基化很少见。刘宁等利用PCR限制性片段长度多态性法对3号染色体上的VHL基因的两个单核苷酸多态性位点进行检测来分析VHL基因的杂合性缺失失情况,发现,42%(8/19)发生VHL基因LOH,并未发现VHL基因失活与肿瘤的分期、分级存在联系。

有杂合性缺失研究显示,有可能在染色体3p上存在另外的RCC相关抑癌基因。定位于染色体3p14.2上包含最常见的FRA3B脆性位点的FHIT基因作为候选抑癌基因日益受到关注。Velickovic等通过选择性的检测FHIT区域的LOH发生情况认为这个基因在ccRCC的发展过程中起到很重要的作用。并且发现在cc-RCC中染色体3p的LOH发生率达76%。Farkas等对88例肾细胞癌病例进行LOH研究,选取了3p14.2-p25范围内16个位点采用PCR技术进行LOH分析,结果显示VHL基因和FHIT基因区域,透明细胞癌的LOH发生率高达96%,而状细胞癌和嫌色细胞癌仅为10%和18%,并且LOH的发生率与肿瘤大小、分期、分级无关。从而认为VHL和FHIT的等位基因缺失是肿瘤发生的早期事件。

1.25号染色体:1986年APC基因首次在一位患有息肉病及多种其它先天性畸形患者的5号染色体长臂片段先天性中间缺失中得到证实,确切的基因位点随后由定位克隆确定。Pecina-SlausN等利用相对外显子11和15的特殊寡核苷酸引物对36例肾细胞癌病例进行限制性片段长度多态性的检测,了解与APC基因相关的LOH情况,并同时检测APC蛋白的表达情况。研究发现36例样本中有33例为信息性病例,其中有17例出现LOH,并且LOH的发生与年龄以及肿瘤的TNM分期呈正相关。但并不是所有出现LOH的病例都有APC蛋白的表达。从而认为APC基因与肿瘤的进展有着密切关系,可能不是肿瘤发生的早期事件。

1.38号、9号染色体:Presti等学者对72例肾透明细胞癌进行LOH测定,并将LOH作为临床预后指标的评估,他们选取了3p,8p,9p,14q四个不同的染色体,在每个染色体上选取两对引物,结果显示8p、9p的LOH发生率与肿瘤复发率正相关。由此推测8p、9p的LOH可作为判断局部进展型肾癌预后的一个指标。

近年来许多学者在多种肿瘤,如肺癌、食管癌、黑色素、胃癌、成神经细胞瘤等研究中均发现,9号染色体常出现较高频率的LOH,所以推测9号染色体上存在不止一个与这些肿瘤的发生相关的抑癌基因。Fukunaqa等利用荧光多重PCR技术比较提取自肿瘤组织和对应的外周血液样本中的DNA,通过对9号染色体上的13个位点进行分析,发现109例肾细胞癌中27例至少有一个位点出现LOH,其中最高发生率出现在PTCH基因所在的9P22区域。而Sanz-casla等对40例单发肾细胞癌病例同时进行p16基因附近染色体9p21区域的LOH和p16基因启动子超甲基化的检测,出现LOH的为9例,超甲基化的为8例但是两者之间没有必然联系由此推测p16基因的失活和其他未知的抑癌基因共同参与肾细胞癌的发病机制。Grady则通过对60例肾细胞癌病例进行9号染色体上的16个微卫星位点的LOH分析,60例样本中至少一个位点出现LOH的为44例,主要缺失区域出现在位于9p21的DS171、D9S1749和DS270上。有46%的病例在9q32-9q33出现LOH,在这一区域的D9S170位点LOH发生率达22%,研究认为除了在9p21附近的p16候选抑癌基因外,在9p21以及9q32-9q33附近很有可能存在其它的抑癌基因。

1.410号染色体：Velickovic等对10号染色体上与PTEN/MMAC1抑癌基因相关的7个微卫星标记物LOH发生率进行分析，其中肾透明细胞癌的LOH发生率为37.5%，状细胞癌为29.7%，嫌色细胞癌为87.5%，且LOH发生率与肿瘤的分期、分级和生存率有关，并且认为双等位基因失活的发生多由非点突变畸变导致。

1.514号染色体：Kaku等对染色体14q24-31区域的7个微卫星位点进行研究，发现42例信息性病例中23例（54.8%)出现LOH，并发现LOH发生最普遍的区域位于D14S67附近的2-Mb范围，且LOH的发生率与肿瘤分期呈正相关。同样Alimov等利用2个RFLP位点对45例肾细胞癌患者进行研究，发现45例信息性病例中17例（38%）在染色体14q31-q32.2上出现LOH，并且LOH的发生率与肿瘤的分级和低生存率正相关。而Gallou等的实验则将14q上的普遍缺失区域定位于D14S281到D14S277之间。另外有学者对130例肾透明细胞癌病例采用D14S588、D14S617、GATA136B01三个位点进行LOH分析，数据显示LOH发生率与肿瘤大小、组织学分级、生长速度以及致死率呈正相关。

以上关于14q染色体的LOH研究均显示与肿瘤的分级和低生存率呈正相关关系，表明肿瘤的14qLOH很可能与肿瘤的侵袭发展有关。

1.617号染色体：p53基因位于17p13.1上，具有反式激活功能和广谱抑癌作用，与多种恶性肿瘤的发生、发展及预后有关。因此研究染色体17p上TP53位点的LOH情况对于揭示P53在肿瘤发生过程中发挥的作用意义重大。在29例肾细胞癌中，W.M.L.报道了关于P53的杂合性缺失为48%(14/29)，并通过序列测定确认单链构象多态性而发现了有11例出现突变。Ogawa等利用p53基因附近的5个多态性探针对48例肾癌进行研究，发现染色体17p的等位基因缺失率为17%(6/36)，并且染色体17p的等位基因缺失与肿瘤分期无确切相关性。其他研究者发现在17号染色体上还存在着其它LOH发生区域。Khoo等对BHD基因区域的2个微卫星位点D17S740和D17S2196进行检测，28例肾细胞癌中10例（36%）出现LOH，其中6例嫌色细胞癌中2例（33%）出现LOH，6例状细胞癌中出现5例（83%），透明细胞癌12例出现3例（25%）。并推测BHD基因可能在肾脏肿瘤的发生发展中起重要作用。而Simon-kayser等对处于17q11到17q23之间的7个微卫星标记物进行检测，15例状肾细胞癌中14例为信息性病例7例出现LOH。发生频率最高的为与FBXO47候选抑癌基因相关的D17s250位点。

1.718号染色体：Hirata等对126例肾透明细胞癌病例进行研究，通过对染色体18q上的9个微卫星位点实验，发现24例(19%)发生LOH，LOH最高发生率出现在DCC基因所在的18q21.3区域，并发现LOH的发生率与性别、肿瘤分期、分级、等参数无关。认为DCC和SMAD4可能做为候选抑癌基因与肾透明细胞癌的发生有关。 2肾细胞癌的病理分型与分子生物学机制

1997年国际抗癌联盟(UICC)和美国癌症联合委员会(AJCC)根据已知基因改变以及肿瘤细胞起源，并结合肿瘤细胞形态特点将肾癌分为透明细胞癌(clearcellrenalcellcarcinoma)、状肾细胞癌(papillaryrenalcellcarcinoma)、嫌色细胞癌(chromophoberenalcellcarcinoma)和集合管癌（carcinomaofthecollectingducts）4种基本形式。约有4％~5％肾癌细胞形态及遗传学改变不一，细胞成分混杂或有未识别的细胞成分，此类肿瘤归为未分类肾细胞癌（renalcellcarcinoma，unclassified），有待今后进一步研究。由于在各型肾癌组织中都可见到细胞质中含有嗜酸颗粒或梭形细胞成分，所以在新分类中取消了颗粒细胞癌和肉瘤样癌。

肾透明细胞癌或称为传统的肾细胞癌或非状肾癌，约占70％~80％，是最常见的病理类型，起源于肾近曲小管。已明确的遗传学改变是以3p缺失、VHL基因突变、甲基化或缺失为特征，此外尚有不十分明确的改变。综合国内外文献报道，常见的染色体缺失区域包括4q、6q、9p、13q、Xq、8p，常见的染色体扩增区域包括5q、9q、17p、17q。Jiang等利用分枝树模型及时间树模型对肾癌比较基因组杂交数据进行分析后认为透明细胞癌至少可能分为两个亚型，一型伴有-6、+17p、+17q，另一型伴有-9p、-13q、-18q。-4q是透明细胞癌发展过程中除-3p外的另一重要早期事件，-8q多出现在转移灶中，是原发性透明细胞癌的一个晚期事件，9p、13q上可能存在与肾癌进展相关的抑癌基因。

状肾细胞癌或称为嗜色肾细胞癌或肾小管状癌，约占10％一15％，是第二常见的肾恶性肿瘤，可能起源于肾近曲小管。遗传学上，以Y染色体丢失、7号染色体和17号染色体的三倍体或四倍体异常为特征，此外较典型的分子遗传学异常尚有C-MET基因活化、+12q、+16q、+20q、-1P、-4q、-6q、-9p、-13q、-xp、-xq、-Y等。Delahunt和Eble在1997年应用免疫组化方法分析91例状肾细胞癌，根据形态学改变分为2型，1型状肾细胞癌光学显微镜下呈管状结构，被覆小细胞，含有卵圆形小细胞核，核仁不显著，胞质少、灰白。2型状肾细胞癌为状结构，被覆丰富嗜酸性胞质的大细胞，含有大球形细胞核。分析结果显示：7号染色体和17号染色体倍体异常多见于状肾细胞癌1型，而-Xp常提示预后不良。与透明细胞癌相比，状肾细胞癌的多灶性或双肾癌更常见。

嫌色细胞肾细胞癌约占5％，起源于肾集合小管暗细胞。遗传学以多个染色体丢失和单倍体为特征，LOH常发生在1、2、6、10、13、17或21号染色体。

肾集合管癌少见，起源于肾髓质或肾的中央区集合管上皮，遗传学上的改变无统一形式，以染色体18、21和Y染色体单体丢失以及染色体7、12、17、20的多倍体异常较常见。

篇3

关键词：猪传染性胃肠炎；病毒分子；生物学检测方法

中图分类号 S858.28 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）12- 0110-02

猪传染性胃肠炎（TGE）是由猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）导致猪出现脱水、水样腹泻以及呕吐等为主要临床症状的高度传染性疾病，该病在春季、初秋以及冬季具有较高的发病率[1]。猪传染性胃肠炎最早发生于美国，随后在世界各地均有发生，我国于20世纪50年代首次发现该病，目前全国大部分地区均发生过猪传染性胃肠炎。不同日龄和品种的猪均可以感染传染性胃肠炎，其中以15日龄左右的仔猪发病后死亡率最高，高达100%；5周龄以上的仔猪感染传染性胃肠炎后死亡率较低，但是会影响仔猪后期的生长，降低仔猪的饲料利用率。目前，该病已被世界动物卫生组织列为B类必检传染性疾病。近年来，随着分子生物学技术的不断发展，该技术已经广泛用于各种细菌性和病毒性疾病的检测[2]。本文综述了分子生物学技术在传染性胃肠炎中的应用，以期能为从事传染性胃肠炎诊断和防控的工作者提供帮助。

1 传染性胃肠炎病毒基因组结构和基因表达方式

1.1 TGEV基因组结构 传染性胃肠炎病毒属于冠状病毒科冠状病毒属，该病毒的基因组不分节段、单股正股RNA，具有高度传染性。传染性胃肠炎基因组全序列分为7个区29kb，结构序列为5'-la-lb-S-3a-3b-sM-M-N-7-3'，并且该基因组的3'-末端以共价键结合的poly结构，5'末端有帽结构[3]。基因组1约有20kb，主要负责病毒的编码，其余基因均在近3'端。传染性胃肠炎病毒全基因组编码由4种结构蛋白和3种非结构蛋白组成，其中基因7、基因3和基因1为非结构蛋白，N、M、sM、S为传染性胃肠炎的结构蛋白。

1.2 基因表达方式 传染性胃肠炎病毒在胞浆脱壳以后，其正链RNA就呈现了mRNA的功能，使基因1转录表达RNA聚合酶，同时该基因有作为模板合成负链RNA，进而亲代RNA与负链RNA形成双链复制中间体。因此，在感染传染性胃肠炎病毒的细胞内，可以检测出不完全RNA、基因组RNA、mRNA以及双链中间体4个特异性RNA，这可以作为猪传染性胃肠炎病毒分子生物学检测指标之一[4]。

2 结构蛋白及功能

猪传染性胃肠炎病毒的结构蛋白主要为S糖蛋白、M蛋白、N蛋白以及sM蛋白等。S蛋白是猪传染性胃肠炎病毒纤突的主要成分之一，在病毒粒子的表面，该蛋白基因全长4.3kb，蛋白分子量为195～220ku；S蛋白不仅是决定猪传染性胃肠炎病毒抗原的重要结构，也影响着病毒对细胞的致病性、亲嗜性等。M蛋白是构成病毒粒子蛋白的主要有效成分之一，研究表明[5]，M蛋白前体是由膜外区、信号肽、极性区、跨膜区突于病毒粒子内C-端区等功能区域构成，分子质量为29～31ku；M蛋白不仅决定了病毒粒子的出芽位点和装配位点，也可以影响病毒变异。N蛋白是一种酸性蛋白质，分子量为47KDa，含有382个氨基酸残基，该蛋白不仅是猪传染性胃肠炎病毒的结构蛋白，同时对病毒基因组的加工、复制都具有重要作用。sM蛋白分子质量为78ku，含有1种小膜蛋白和82个氨基酸残基，该功能蛋白在抗猪传染性胃肠炎病毒感染的体液和细胞免疫中具有重要作用。

3 分子生物学检测方法

3.1 核酸探针 核酸探针检测方法的基本原理是利用核苷酸碱基互补，在碱基互补过程中，采用标记物标记与被检测靶序列互补的单链核酸分子，进而检测到目的核序列。该检测方法与扫描电镜、荧光抗体试验、病毒分离等相比，具有较好的特异性，并且可以实现快速检测的目的。现代研究表明[6]，不同的病毒探针可以分别扩增出与其对应的病毒模板，对其他病毒模板影响不大，同时核酸探针扩增的最低检测限为3 000～6 000个拷贝的单个病毒核酸，具有较高的特异性和敏感性。

3.2 普通RT-PCR方法 该检测方法使用的首要条件是知道被检测病原的相关目的基因序列，根据相关目的序列后，采用相关软件设计相应的引物，然后进行体外扩增目的基因，进而达到检测的目的。王黎等[7]采用RT-PCR方法检测猪传染性胃肠炎病毒，并采用相同浓度做重复性检测，结果显示RT-PCR扩增的特异性条带为590bp左右；然后又以猪瘟病毒、猪细小病毒、猪流行性腹泻病毒、猪伪狂犬病病毒以及猪轮状病毒做特异性试验，结果显示仅有猪传染性胃肠炎病毒得到了特异性目的条带，所以RT-PCR检测方法对猪传染性胃肠炎病毒检测具有较好的重复性和特异性。

3.3 多重RT-PCR方法 多重RT-PCR检测方法是以普通PCR为基础发展的一种新型检测方法，该检测方法可以在一个PCR反应体系中加入多对引物，并通过采用优化后的PCR反应条件，达到同时检测多种病原的目的，具有快速、成本低等优点，目前也常用于各种疾病的诊断。霍金耀等[8]建立了多重RT-PCR法检测传染性胃肠炎病毒、猪流行性腹泻病毒、嵴病毒和A群轮状病毒的方法，并对该检测方法进行了敏感性试验和特异性试验，结果显示，多重RT-PCR法可以检测出50TCID50的混合病毒，且能扩增出长度为275bp、544bp、750bp的3条特异性片段，具有较高的特异性和敏感性，可以在临床上推广使用。

3.4 套式PCR方法 套式PCR方法需要设计内、外2对引物，并通过2次扩增对样品进行检测，该方法相对其他PCR检测方法，具有较高的敏感性，且节约成本。现代研究表明，PCR技术在检测病毒时，可以省略不同病毒分离的过程，具有较高的敏感性和特异性，而套式PCR方法在病毒粒子较少的情况下依然能够检测出，表明套式PCR比常规PCR具有更好的敏感性。沈海娥等[9]采用套式PCR检测猪呼吸道冠状病毒和猪传染性胃肠炎病毒的S基因序列，根据两组病毒的基因序列分别设计了2对引物，然后分别以猪呼吸道冠状病毒细胞和猪传染性胃肠炎病毒细胞为模板进行套式PCR特异性片段扩增，结果显示，猪呼吸道冠状病毒扩增的基因片段为214bp，猪传染性胃肠炎病毒扩增的基因片段为886bp，同时检测出了这种病毒，具有较高的特异性和敏感性。

3.5 荧光定量RT-PCR方法 荧光定量RT-PCR检测方法的原理是在PCR反应体系中采用荧光探针标记法或加入了SYBR GreenI荧光染料标记PCR的反应产物，然后使用反应仪器收集反应产物的荧光信号，并根据荧光信号的强弱确定产物的量，进而达到与起始模板准确定量的目的。该检测方法与常规RT-PCR相比，不需要进行电泳试验检测PCR反应产物，反应结果更为直观、方便，同时又避免了因电泳试验对环境造成污染。王建中等[10]根据猪传染性胃肠炎病病毒的S基因序列设计了引物，并通过多组试验对荧光定量RT-PCR反应条件进行优化，结果显示，优化后的检测方法对其他病原的检测结果均为阴性，检测结果的敏感性高达43.07拷贝/μL，是常规PCR检测方法的100倍，具有较高的敏感性和特异性。

3.6 环介导等温扩增技术 环介导等温扩增技术是近几年新兴的一种分子生物学检测方法，因其具有特异性强、敏感性高、检测速度以及操作简单等优点，目前已经广泛应用于病毒病和细菌病检测。高睿泽等[11]根据猪传染性胃肠炎病毒的N基因建立了环介导等温扩增快速检测方法，并对该检测方法的敏感性和特异性进行了评价，结果显示，该方法在63℃下可以使猪传染性胃肠炎病毒N基因获得较高的特异性扩增，且与猪流行性腹泻病毒等物交叉反应，具有加高的特异性；同时该检测方法可以检测到131.4fg/μL的DNA，其灵敏度比常规PCR高出3个数量级。

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篇4

【关键词】 肺癌 流行病学 女性

吸烟已被证实为肺癌发病的主要原因，西方国家统计80%的肺癌与吸烟有关，男性发病显著高于女性。近年来，大量的统计资料显示，20世纪90年代开始西方发达国家男性肺癌的发病率和死亡率正缓慢下降，而女性肺癌的发病率和死亡率仍在持续上升，女性肺癌的危害日益引起关注[1]。

1 女性肺癌的流行状况

美国女性肺癌死亡率从1930年到1997年上升了600%，1987年首次超过乳腺癌，成为美国女性恶性肿瘤的首位死因，2004年占所有女性肿瘤死亡的25%[2]。我国天津报道了过去20年该市区男性肺癌的发病率呈现先扬后抑，从20世纪90年代起略有下降趋势，而女性肺癌的发病仍保持稳定[3]。上海胸科医院分析了1972年以来上海市区的肺癌标化发病率男性呈下降趋势，而女性持续稳定，时间趋势有上升可能[4]。随着女性肺癌相关发病率和死亡率的增加与之伴随的男性肺癌发病率和死亡率的下降，显著改变了肺癌患者的男女性别比例，同时肺癌病理类型在过去20年中也发生了改变，男性肺癌中腺癌的比例正在上升，而女性肺癌中鳞癌和小细胞肺癌的比例上升，这在很大程度归因于烟草使用模式的变化[5]。与1960年烟草消费的高峰时期比较，男性吸烟已下降了一半，但是女性烟草消费只下降了25%[6]，美国仍有1/4的妇女吸烟，并有13%~22%的妇女在怀孕期吸烟[7]。吸烟妇女中非洲和亚洲人的比例明显增多，估计从1990年起2 000万中国妇女开始吸烟，在日本从1986~1991年吸烟妇女成倍增加，从9%上升到18%，因此有高吸烟特点的女性尚未达到肺癌高风险的年龄。随着吸烟人群的增多，女性肺癌的发病率和死亡率可能会进一步增高。

2 女性肺癌的危险因素

吸烟是被公认为肺癌的最主要致病因素，吸烟同样增加了女性患肺癌的风险。Aqudo等[8]报道了一项在欧洲6个国家9个肿瘤中心进行的一项病例对照研究，该研究入组了1 556例年龄小于75岁的明确诊断的女性原发性肺癌患者，与2 450例相同年龄分布的非肿瘤女性对照，发现既往有吸烟史的女性增加了肺癌的发病率，OR为5.21，95%CI：4.49~6.05，而仍在吸烟的女性其肺癌的发生率更高，OR为8.90，95%CI：7.54~10.6。肺癌的发病与吸烟呈剂量正相关，每年10包可增加70%的肺癌风险，戒烟10年后，肺癌的风险下降20%。与吸烟最密切的病理类型为小细胞肺癌，其次是鳞癌。

与男性相比，女性吸烟的人群要明显低于男性，女性是否对烟草致癌更为敏感，长期以来一直存在争议。一个以医院为基础的病例对照研究，包括1981年到1994年新诊断肺癌病人1 889例，对照组为与吸烟无关的其他疾病2 070例，发现男性吸烟年龄要早于女性，每天吸烟支数及深吸烟要明显多于女性，然而女性肺癌在各组织类型的危险比男性高1.2~1.7倍，对年龄、体重、身高进行调整后，这种高危险仍然没有变化。Henschke等[9]调查了北美地区1993年到2005年近1.7万名无症状烟民，其吸烟至少10包/年，持续40年，基线时开始CT筛选，7 498名吸烟女性中156人发生肺癌，肺癌发病率为2.1%。而9 427名男性吸烟患者中，113人发生肺癌，肺癌发病率为1.2%，与男性相比，女性发生肺癌的风险为1.9倍，95%CI：1.5~2.5，女性烟民发生肺癌的可能性是男性烟民的2倍，这表明女性对烟草致癌的敏感性更强。

另一方面，多中心的队列研究早已认定，女性对烟草致癌的敏感性与男性相同。美国癌症科学预防研究Ⅰ，一项入组超过百万随访12年的多中心前瞻研究，证实吸烟患肺癌的相对危险，男女性别比为9.4。Bain 等[10]前瞻性研究了60 296例女性和25 397例男性曾有吸烟或正在吸烟的人群，在女性中检出955例原发性肺癌，而男性311例，无论是曾经吸烟还是仍在吸烟，男女性别上肺癌的发病风险没有差异。

环境中的烟草烟雾也是引起女性肺癌的主要危险因素，环境中的烟草烟雾（ETS）与主动吸烟吸入的烟雾在组成成分上有显著的不同，一些致癌物如：苯并芘、亚硝胺等在环境烟草烟雾中的浓度要高于吸烟者吸入烟雾中的浓度，而ETS目前已被认为是A级致癌物，美国国家癌症研究委员会估计ETS导致了20%的非吸烟人群发生肺癌[11]。有研究调查了亚洲国家生产的香烟，其烟雾中各种致癌物的浓度要普遍高于欧美国家的香烟，对东方女性其危害程度超过了主动吸烟，工作环境和社交中烟草烟雾暴露的危害更显著于配偶。一项集中了37项流行病学研究[12]共4 626例病人的荟萃分析显示，配偶使用烟草的非吸烟女性发生肺癌的危险增加24%(P＜0.001)，并且这种危险性随暴露水平和暴露的持续时间升高而增高。另外最新的来自亚洲的报道证实，在儿童期暴露于父亲吸烟烟雾的妇女，其患肺癌的风险显著增加。Zhang L调查中国上海女性肺癌的流行病学发现，丈夫吸烟的非吸烟中国女性的肺癌危险度是1.1（0.8~1.5），而暴露于工作环境中的烟草烟雾，其危险度为1.7（1.3~23），并随着工作环境中吸烟人数增多，吸烟时间的延长而危险度增加。Wen[13]也有类似的报道，工作环境中有烟草烟雾暴露的中国非吸烟女性，增加了肿瘤的相关死亡率（OR=1.19，95%CI：0.94~1.50）特别是肺癌的死亡率（OR=1.79，95%CI：1.09~2.93）。

另一显著的环境因素是室内污染，包括烹调产生的高温油烟和室内燃煤产生的烟雾均增加了肺癌的风险，这在中国女性尤为突出。一项长达5年的肺癌流行病学调查发现，中国女性肺癌大于60%的病人有长期接触厨房油烟史，经常接触厨房和经常吸烟两者患肺癌的概率几乎对等。在中国边炒边搅拌和高温煎炒非常普遍，粗制的油菜籽油、大豆油以及玉米油产生的高温油烟所含的挥发性物质，氧化后成为热解物，高温油烟中的苯并芘、丁二烯、苯酚等都已被证实为致突变物和致癌物，厨房油烟的暴露增加了1.4~3.8倍的肺癌危险。来自中国台湾的一项研究[14]认为，烹调中不使用排风装置的妇女增加肺癌风险3.2~12.2倍。

中国农村地区在无通风条件下室内燃煤，不完全燃烧所产生的烟雾含有大量多环芳香烃类致癌和致突变物质。云南宣威妇女主动吸烟率仅0.1%，然而其肺癌的发病率和死亡率却居高不下，在宣威的流行病学调查研究显示，室内燃煤加之妇女大多数时间均在家中，显著增加了肺癌的危险，采集室内气体进行放射测定，发现烷基化的多环芳香烃化合物是主要的致癌物。室内燃煤估计与16%~20%的肺癌有关。

流行病学调查发现女性肺癌患者家族中癌症患者要高于对照组，来自英国的一项病例对照研究[15]，共入组了1 482例女性非吸烟肺癌患者，与1 079例健康者对照，发现一级亲属中患肺癌的女性，其肺癌的危险度1.49(1.13~1.96)，年龄小于60岁危险度高达2.02(1.22~3.24)，有两个或更多亲属患肺癌则危险度进一步提高达2.68(1.29~5.55)，危险度随着亲属肿瘤病史呈现一个有意义的增高趋势（P=0.001）。

女性肺癌的发病相关因素可能与饮食有关，腌肉、油煎食物和辣椒则会增加患肺癌的风险。而水果、绿叶蔬菜、胡萝卜、维生素A是保护性因素女性的这一饮食关联比男性更明显[16]。结核、人状瘤病毒（HPV16/18）和犬属小孢子菌的感染也可能增加了女性肺癌的风险[17]。

3 女性肺癌的分子生物学特点

环境中的烟草烟雾被认为是肺癌最主要的危险因素，它包含了100多种致突变和致癌物，包括多环芳香烃类，N-硝基胺类和芳香胺类。在烟草致癌物代谢过程中有两类酶发挥了关键作用，Ⅰ和Ⅱ期解毒酶，Ⅰ期酶为细胞色素p450酶（CYP1A1酶），是致癌的多环芳香族碳氢化合物代谢酶，由CYP1A1基因编码。活化的多环芳香化合物在CYP1A1酶的作用下反应性增高，它们结合在DNA上，形成DNA加合物，Ⅱ期酶可转化这些活性中间产物成为无活性的水溶性化合物，使其易于排出。已经证实[18，19]，女性产生的这种DNA加合物水平比男性高，DNA加合物水平与细胞色素p4501A1基因的表达有关。对159例肺癌患者的无癌变肺组织进行分析，无论男性和女性吸烟者，其DNA加合物水平均高于非吸烟者。尽管女性吸烟者的包—年数和吸烟持续时间低于男性，但其DNA加合物水平却更高，女性的CYP1A1mRNA量也显著高于男性[20]。

Ⅱ期解毒酶的常见基因多态型是谷胱甘肽转移酶M1（GSTM1），由于基因缺失，总的人群中40%~60%表现为无效型，GSTM1无效表型与暴露于环境烟草烟雾（EST）的不吸烟女性患肺癌危险性增高有关，有EST且无GSTM1表达的女性与有GSTM1表达的女性相比，其OR为2.6，危险度随EST暴露的水平而增高，CYP1A1高表达和GSTM1基因无效表型和基因缺失与女性肺癌的危险增加有关[21，22]。

经典的雌激素受体α被认为是与雌激素依赖的肿瘤如乳腺癌和子宫内膜癌有关的一种配子激活的转录因子。尽管一些研究者报道，雌激素受体α在人类肺癌中存在，但其免疫组化的表达率在7%~97%，无确切的临床意义。已证实雌激素具有诱导肺分化和成熟的作用，这可能与位于14号染色体上的雌激素受体β有关，研究表明在人的正常肺组织细胞、成纤维细胞、肺癌细胞中雌激素受体βmRNA以及相应的蛋白均有较高水平的表达，在体外实验中，β-雌二醇对肺癌细胞株和正常肺纤维细胞均有增殖效应，用雌二醇进行孵育，正常肺成纤维细胞增殖增加仅3.8倍，而肺癌传代细胞株增殖增加17倍，在裸鼠体内试验中发现β-雌二醇刺激肿瘤细胞增殖是正常细胞的1.2倍，而此作用能被抗雌激素药物所阻断。Taioli和Wynder用病例对照的方法，发现早期绝经的妇女肺腺癌的风险下降，而雌激素替代治疗的患者肺癌风险明显升高，且雌激素替代、吸烟和肺腺癌发生存在交叉影响。Moore等分析了绝经前后女性肺癌，并与同年龄组的男性肺癌对比，发现绝经前女性比绝经后女性更易患广泛性的病变和腺癌，绝经前女性肺癌相关死亡率与年轻男性相似，而绝经后女性肺癌死亡率低于老年男性。β雌激素在肺癌中的确切作用并不清楚，雌激素可能是CYP1A1表达水平增高的诱因，Thomsem等已经在乳腺癌MDA-MB-2131细胞株中发现，雌激素受体和芳香碳氢化合物受体有交叉表达，雌激素可能调节了多环芳香化合物代谢酶，特别是CYP1A1酶。β-雌二醇还增强了H23、784T肺癌细胞株中雌激素反应元件（estrogen responsive element，ERE）的转录，这种转录比起在乳腺癌MCF-7细胞株中要弱，但与对照组相比仍达到了显著的统计学差异，并显示出了剂量依赖效应，提示雌激素受体可能与ERE结合，并激活了基因的转录。研究[23~25]显示雌激素能刺激肺成纤维细胞分泌肝细胞生长因子（HGF），与空白对照组比较这一作用增加了1倍。HGF已知是支气管黏膜下层的间质细胞产生的旁分泌生长因子，它们作用于正常细胞和新生物的上皮细胞，促进其有丝分裂。HGF基因包含了两个ERE，一个在它的启动因子的区域，另一个在它的第一内含子上。因此，HGF基因为雌激素的下游基因，它与雌激素受体β结合，引发核内信号的传导，导致成纤维细胞增殖。

女性可能还有其他潜在的致癌的因素，一些研究显示[26]，胃泌素多肽（GRP）一种存在于小细胞肺癌和非小细胞肺癌中的自分泌生长因子，通过与GRP受体互相作用，刺激支气管细胞生长，可能为肺发育的调节剂，并能通过刺激细胞增殖而促进恶性肿瘤生长。GRP受体的基因位于X染色体上，女性与男性比较有2个活化的GRPR基因的遗传因子。Shriver报道[27]，GRPRmRNA在不吸烟女性中的表达占55%，但是在不吸烟男性中表达仅为20%，当人的气道上皮细胞暴露于雌激素中，GRPR的表达水平增高。Seigfried[28]也证实在肺纤维母细胞中，GRPRmRNA的表达是随着尼古丁的暴露程度而增高，且有学者认为，GRPRmRNA的表达使女性对致癌尼古丁的敏感性增加。

化学致癌物诱发的DNA碱基损伤和DNA链断裂，是导致细胞癌变和癌变发展的重要分子事件，DNA修复基因在防止机体受致癌作用的过程中起了重要作用，妇女可能比男性呈现出较低的DNA修复能力（DRC）。Wei等用淋巴细胞和烟草衍生致癌物一起培养检测DRC水平，采用病例对照的方法，肺癌组764例，对照组677例，两组各种特征均相似。他们发现调整了年龄、性别和吸烟的因素，肺癌组的DRC显著低于对照组，OR为1.5（1.2~1.9），并随着DRC的下降，肺癌的风险逐渐增大（P＜0.001），女性与男性相比，DRC水平明显降低，患肺癌的危险更高（P＜0.001）[29，30]。

现有的大量研究提示女性肺癌可能更易发生分子的变异。Kure等发现，尽管女性病人烟草暴露水平低于男性（平均23包/年vs.39包/年），但DNA加合物平均水平和肺癌细胞中p53基因发生G/C到T/A的特异突变的频度，与男性相似。Toyooka等[31]检测了705例肺癌病人的p53突变，发现吸烟的女性患者这种突变的发生明显高于非吸烟的女性和吸烟的男性。p53蛋白的高表达显著发生在有室内燃煤污染的女性肺癌中[32]。原癌基因K-ras突变同样在女性吸烟者多于男性吸烟者，并多与腺癌的发生相关，可能提示预后不良，但是在非吸烟的女性肺癌中，K-ras却几乎无表达，CYP1A1的高表达和GSTM1的无效表型增加了K-ras突变的危险[33]。表皮生长因子受体（EGFR）的突变多发生在东方人种、女性病人、肺泡细胞癌或包含肺泡细胞癌的腺癌和非吸烟者，并预示表皮生长因子受体酪胺酸酶激酶抑制剂治疗有效[34~36]。ERBB2（HER-2/new）的突变在NSCLC中非常罕见，仅见于腺癌，在东方人种、女性、非吸烟者中有较高的突变率。这些都提示在不同性别、吸烟与不吸烟之间，肺癌的发生可能有不同的途径，在临床上有不同的特点[37]。

综上，女性肺癌在基因、代谢和激素水平上与男性肺癌存在显著差异，其流行和临床特点及对治疗的反应均不同于男性。在肺癌的预防、筛查、研究和临床治疗中需要充分考虑这些因素。

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关键词：分子生物学；分子影像学；医师；学习

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）41-0186-02

分子生物学的诞生拓展了人们对于疾病的认识，分子生物学的研究内容涉及到生命的本质，它的出现对生命科学有着巨大的冲击，尤其是对医学有着重要的影响[1，2]。现代医学条件下，从分子水平认识疾病并寻找对策已成为医学发展的重要途径之一。分子生物学的方法和技术被广泛的应用于影像医学的基础和临床研究中，与之交叉产生的新兴学科――分子影像学，已然成为影像医学的前沿与热点[3，4]，学习和利用分子生物学的知识对于广大医生，特别是影像科医生来说有重要的意义，有助于我们了解行业研究的前沿和热点，提高科学研究和临床诊疗水平。然而广大医生，特别是影像科医师在实际工作中常常面临知识缺乏或老化的问题，原来掌握的理论和技能在疾病诊断、发病机制的研究、疗效的跟踪和评估等方面越来越受到制约。因此，随着分子影像学的出现和医学分子生物学的交叉与发展，今后的影像临床和科研中要求影像医师能够掌握与其工作相关的理论知识和技能，从而有效地为临床工作及科学研究服务。

一、分子生物学在影像医学发展中的意义

近20年来，分子生物学在理论和应用上都取得了重要进展，其理论与技术已渗透到生命科学的诸多领域，而影像医学与其结合产生的新型学科――分子影像学更是走在影像医学发展的最前沿。分子影像学的出现和发展将从根本上改变未来的医学模式，引领整个医学影像学发展的方向[5]。与传统的影像诊断学不同，分子影像学借助于分子探针应用医学影像成像设备非侵入性地对活体的生理病理过程进行观察，其优点是在器官或组织结构的形态变化之前，从分子水平进行定量或定性的可视化观察[6]。例如通过标记肿瘤产生过程的关键分子然后进行影像学检查，既可以显示出肿瘤发生发展过程中的解剖改变，也可以追踪观察疾病发生、发展过程中的病理生理变化，有助于疾病的早期明确诊断和发生机制等的研究。在药物开发和作用机制研究中，通过标记药物本身或者其作用靶点可以直接显示药物在体内的变化或靶点的改变，从而为药物的筛选和作用机制的研究提供直观的实验依据。分子影像学技术不仅为生命科学相关的基础研究提供了重要方法，而且也在临床研究和转化医学等领域中发挥重要的作用[7]。在未来的个体化医学模式中，分子成像技术可能会同时融合疾病的分子诊断和治疗跟踪系统，在早期诊断疾病的同时进行治疗并跟踪其治疗后的变化，从而实现疾病诊疗的一体化。

二、影像医师学习分子生物学知识的必要性

分子影像学是分子生物学和医学影像技术相结合的产物，分子影像学利用现有的一些医学影像技术，如核医学、核磁共振和光学成像方法等，通过特异性的分子探针的设计和应用，能够对人体内部的生理或病理过程中在分子水平上发生的变化进行在体成像，安全无创，可重复行强，在疾病的诊断、治疗以及疗效评价、发病机制等的方面发挥着不可估量的作用。分子影像学是一门新的交叉学科，作为影像医师要想掌握并应用好，除了原有的影像学知识外，还要学习和掌握分子探针的制备原理和技术、信号通道及相关机制、肿瘤靶点的筛选和定位等相关知识和技术，而这些都属于分子生物学的范畴。分子影像学使影像检查从原来单纯观察解剖结构转向功能性分析，从主观诊断转向客观的定量分析，因此影像医生必然要整合分子生物学、细胞生物学或合成化学等方面的知识，在研发分子探针、筛选基因靶点等方面不断努力，借助于先进的影像学成像手段早期、直观的显示疾病的发生发展、治疗效果及转归等，实现分子影像学的长远发展。而且随着相关技术的兴起，分子影像学越来越注重对个体化表型差异的分析，这也为实现个性化医疗，即精准医疗，提供了重要的条件。未来，分子影像学将推进个体化治疗的发展进程，例如许多肿瘤的诊断靶点，也可作为治疗靶点，通过筛选关键靶点，定制对应的特异性分子探针，应用分子影像的个体化分析为病人“量身定做”最佳治疗方案，并能予以跟踪、评价，从而实现诊断治疗的一体化。总之，掌握分子生物学知识对提高影像科医师综合诊疗水平具有极大的指导意义。目前我国普通高等医学院校都已开设了分子生物学课程及其相关的实验教学，也有相应的规划教材和实验教材，因此毕业于医学院的影像医师大多具备了一定的医学分子生物学知识基础，但分子生物学的理论和技术不断地更新，这就迫使影像医师仍需要不断地学习，以便了解分子生物学的最新进展。而对于没有学校学习基础的高年资医师而言，分子生物学是个崭新的领域，需在重新学习[8]。

三、影像医师加强分子生物学知识学习的途径

影像医师应认识到加强分子生物学知识学习的重要性，并积极主动地加强分子生物学知识的学习。除了医院、学科或科室有组织的进行学习外，更重要的方法还是自主学习，通过有效地继续教育获取必要的理论及技能。在继续教育的过程中，影像医师应根据自身的需要选择学习的深度和广度。如实际工作中需要对疾病的发病机制、药物作用机制、疗效评估等研究较多，还必须全面地学习医学分子生物学的最新理论和相关技术，才能更好服务于实际工作中。影像医师获取分子生物学知识的途径有很多：

1.全面系统的学习基础知识。影像医师应根据自身的基础选择相应的教科书或参考资料，可以优先选择国家规划教材，以便由浅入深的掌握分子生物学的理论，明晰各种常用名词、术语，了解分子生物学涉及的研究领域。近年来大学的网络公开课程建设日趋完善，还可以通过慕课等进行在线的视听学习[9]，有助于知识的理解与掌握。在有一定基础的前提下，再通过专业杂志和文献，了解最新的进展和研究动态。

2.明确方向，学习相关的专业技术。分子影像学的研究涉及到多个学科的知识，因此在学习中，影像医师应明确自身的研究方向，有针对性的学习。应用互联网学习操作简单、便捷，易于被广大医生接受，而且其内容全面、检索便捷等优势也已在医学继续教育中发挥着不可替代的重要作用。可以通过维普、知网、同方等专业网站，有针对性的筛选文献和资源进行学习。另外和可以进入到分子生物学的网站、论坛等进行浏览、搜索等，既能紧跟前沿动态，还可以与他人互动交流、进行讨论。

3.注重学术交流与合作研究。参加专题学术讲座或会议，尤其是国家级或国际性学术交流活动是十分必要的。通过学术交流，可以较快的了解分子生物学在影像医学中的应用和最新动态，而且在交流过程中，可以与同行及专家进行直接的沟通，交流并获得必要的指导和帮助[10]。在科学技术飞速发展的今天，单单依靠影像科医师无法发展分子影像学，唯有与分子生物学等交叉学科的专家精诚合作，才能更好的推动分子影像学的发展和临床应用。哈佛大学分子影像中心Weissleder教授曾指出影像医师应该切实肩负起开展分子影像研究工作的任务，要与基础学科相互沟通，发挥各自的优势，协同合作。因此加强合作与交流能够更好地解决分子影像学发展中所涉及的问题，有效的促进影像医师分子生物学的学习和研究。

总之，分子生物学是目前公认的最具活力的医学带头学科。分子影像学的出现是分子生物学的理论和技术推动影像医学发展的直接表现。作为新时代的影像医师，必须重视分子影像学的研究，学习和应用好与之相关的分子生物学等基础知识和技术，才能适应现代医学发展的需要，更好的服务于科研与临床医疗工作。

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1制定合理的带教计划，重点明确

实习学生在本院实习分子生物学的时间为4周。由于实习时间较短，带教老师应首先制定合理的带教计划，便于学生充分利用有限的时间掌握实习内容。在制定带教计划的过程中，不仅要结合学科的大纲要求，还应结合历届学生的学习情况和实验室的基本情况，制定最合理、最贴近实际的带教计划。由于本实验室开展的检验项目较多，而学生实习时间较短，实习内容不可能面面俱到，因此在带教计划中将带教内容分为4个类别，即熟练掌握、基本掌握、熟悉和了解。例如，分子生物学实验室的分区制度、工作流程、乙型肝炎病毒DNA检测等纳入实习生应熟练掌握的内容。有侧重点的带教可以让实习学生在有限的时间内牢固掌握常用检测项目的原理、操作方法、注意事项、临床意义等，有助于学生在以后的工作中进一步由点到面地进行分子生物学检验知识的学习。

2注重岗前教育，树立整体意识

为引导实习学生转变角色，保证实习质量，岗前教育是必不可少的。分子生物学实验室对设备、环境和操作人员有较高的要求，因此在实习学生进入分子生物学实验室前，应首先对其进行岗前教育，包括分子生物学实验室基本情况、分区制度及相关工作流程等。并且要求学生实习前仔细阅读实验室管理文件和标准操作规程（SOP）文件，着重学习分子生物学实验室各区的工作制度、各项目检测操作规范、质量控制、生物安全防护及标本接收、处理和保存等内容，使学生对实验室工作有初步的认识。学生进入实验室后，带教老师应首先引导实习学生按照区域流向制度依次参观各实验分区，系统地向其介绍各检验项目的检测原理及临床意义。然后，根据带教计划的侧重点，选择常用检测项目，结合项目介绍主要相关仪器设备的工作原理、操作程序、日常保养及记录登记，让实习生树立整体意识，对实验室的工作有全面的了解。

3加强操作训练，培养质量控制理念

分子生物学的发展速度较快，学生在校园内依靠有限的教学设备和较少的实验课时难以掌握分子生物学的基本技术。因此，实习学生在进入临床实验室后，对很多仪器设备较为陌生，操作过程中难免存在不规范之处。再加上分子生物学检验对实验操作的要求比较高，因此在指导学生的过程中，应给予学生尽可能多的实践机会，使其不断进步。首先，带教老师必须从最基本的实验操作出发，边操作示范边讲解相关知识，重点强调操作要点和关键步骤，指出注意事项并说明原因。然后让学生实际操作，带教老师在旁给予指导，并当场纠正操作中出现的错误，让学生记忆深刻。通过操作示范和指导，带领学生逐步完成规定的实验操作项目。此外，带教老师应尽量多地创造机会让学生动手，加强对学生的监督，让学生能够熟练掌握各项目的检测操作步骤和操作规范，在短期内提高学生的动手能力。准确的检验结果是检验医学的生命。检验结果出现较大偏差会对患者诊治产生影响，甚至引起医疗纠纷。分子生物学检验是繁杂有序且细致的工作，从标本接收、标本前处理、DNA提取、扩增分析到报告发放的任何一个环节都不得有误。因此，带教老师应注重培养学生全面的质量控制理念。带教老师在带教过程中，需要根据岗前教育的内容，对各个操作环节的影响因素进行细致分析，并向学生讲解相应的质控措施，重点说明标本质量判断标准、实验操作规范、仪器设备校准、质控参数设定、结果处理、报告审核与签发等内容。在学生进行实际操作时，带教老师应做到“放手不放眼”，对学生严格要求、持续关注，一方面保证检验质量，另一方面也能培养学生严谨的工作作风和良好的工作习惯。

4科学考核，严把实习质量

在学生实习期满时，应按照要求对其进行考核。本实验室对实习生分子生物学检验的考核内容包括如下两方面。（1）基本操作考核：实习生需独自完成规定标本的乙型肝炎病毒DNA检测。带教老师根据学生的操作流程、操作规范程度、检测结果准确性进行打分。（2）理论考试：内容涉及分子生物学的基本理论、实验室分区、标本采集及保存、质量控制、常用检验项目的简要操作流程或项目检测的临床意义、污染预防措施等。通过考核，带教老师能了解实习学生对实习内容的掌握情况，对实习学生掌握不佳的知识点再加以指导，为保证实习质量把好关。

5引导学习前沿知识，培养科研思维

由于教材更新一般都滞后于学科的发展，因此为了弥补分子生物学教材和临床实践应用脱节的缺陷，带教老师还应尽量引导学生学习专业相关前沿知识，提倡学生广泛搜集、阅读文献和专业书籍，使学生能够了解最新的学科进展。当然，这对带教老师也提出了较高要求，需要不断加强学习，掌握新知识、新技术，为学生做好表率。此外，学生实习期间还需完成毕业论文，对于承担毕业课题指导任务的带教老师而言，还需注重培养学生的科研能力。如果条件允许，带教老师可以让学生参与相关科研课题的研究，使其能够在完成毕业论文过程中，通过搜集、整理文献巩固基础理论知识，了解新的研究进展；通过实验设计熟悉和掌握多种实验方法；通过撰写毕业论文提高科研写作水平。科研和教学相辅相成，既丰富了分子生物学带教内容，又激发了学生的科研思维和提高了学生的科研能力。

6小结

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关键词：分子生物学双语教学教学实践

分子生物学是高等院校生物技术、生物科学等专业开设的主干课程之一，主要是从分子水平研究生命现象、本质、活动及其规律的科学[1]，是现代生命科学中发展最快、最具活力的带头学科，其基础理论和技术手段已渗透到生命科学的各个领域，很多国家已经把分子生物学及对应的生物技术列为优先发展的高科技项目[2]。近年来，随着分子生物学研究的突飞猛进，新理论、新技术不断涌现，新词汇层出不穷，给分子生物学教学带来了前所未有的挑战。为了使学生及时了解快速发展的分子生物学前沿理论知识和实验技术，我校按照国家教育部出台的《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》的要求，从08级生物技术专业开始，进行了分子生物学双语教学改革的尝试。

1.双语教学的含义

双语教学是指在教学过程中使用两种语言，即在教材使用、课堂讲授、课后辅导、课程考核等教学环节中同时使用外语（主要为英语）和汉语两种语言作为教学手段，进行部分或全部的教学活动[3]。双语教学是我国高等教育走向国际的重要举措之一，能使学生在专业学习和研究实践中尽快掌握本学科相关的英语词汇，加强学生了解生物科技最新成果的能力，对跟踪国际分子生物学发展的最新进展、分子生物学教学内容和水平与国际接轨等方面具有重要意义。

2.分子生物学双语教材的选择

双语教学应尽可能使用英文原版教材，它便于和国际接轨，接触到国外第一手资料[4]。因此，我们采用Geoge M.Malacinski等主编的《Essentials of Molecular Biology》（分子生物学精要）影印版原文教材，该教材具有条理清晰、简明扼要、重点和主线清晰明确、容易理解等特点，并附章前提示和章末小结、参考文献及主题索引等，是指导学生快速掌握分子生物学基础知识的优秀教材。但该教材知识点内容偏少，不能完全满足教学需要。因此，我们选用了Turner等编著的《Instant Notes in Molecular Biology》原文教材和朱玉贤主编的《现代分子生物学》这两种国内广泛采用的教材作为指定参考书目，帮助学生理解教学内容及扩充分子生物学理论知识。

3.双语教学方式的探索

分子生物学传统教学方式都是教师在讲台上不停地讲，学生坐着听，是一种“填鸭式”教学，学生处于被动地位，不利于创新能力、发散思维和自主学习能力的培养，更与双语教学这种新颖的授课模式不相适应[5]。因此利用灵活多变的教学方法和现代化教学手段是目前双语教学广泛采用的主要方法。

3.1 授课语言

学生英语水平不同，多数缺乏专业英语基础，要求都能一下子听懂英语讲授的内容并用英语思考比较生疏难懂的专业知识，存在较大难度。因此，我们在教学中仍以母语为主，采用渗透式混语，重点攻克分子生物学专业词汇，先讲述构词方法，鼓励学生尽量“猜词”，使其专业词汇量迅速增加；在讲授重要概念和分子机制时用英语讲述，使学生可以多一些机会接触英语词汇，并强化刺激学生听觉；或交替使用中英文讲授，让学生学会如何用英语表达中文内容。对于一些关键点用英文讲解后再用中文作些解释；每个章节用英、中文作简要总结。另外，必须根据学生的反应循序渐进，随时调整中英文的使用比例，避免盲目追求形式，例如过于强调英文的使用比例和频率而不考虑学生的实际情况，造成学生学习专业知识的兴趣就会被语言障碍所干扰，既影响教学效果，使学生对双语教学产生畏难甚至抵触情绪。

3.2 教学内容

分子生物学课堂教学既包括经典内容，又增补了生命科学的新技术、新进展，尤其是人类基因组计划的完成和后基因组时代的到来，该领域呈现日新月异的变化，因此，我们在教学过程中需要着眼于21世纪生命科学的重大学科方向和领域，注重本学科出现的重大理论和应用问题，充分反映生命科学最新进展和成就，目的在于完善学生知识结构，提高学生整体素质，激发学生对生命科学的兴趣，让学生应用所学的知识进行分析、讨论与评价分子生物学研究现状等科学问题，有利于培养学生的科学素质。

3.3 教学方式

在双语课程的学习过程中，学生既要克服语言障碍又要理解记忆专业知识，维持连续的旺盛精力和高度集中的注意力非常困难，如果教学方法单一，学生就更难接受和理解，因此要求教师采用灵活多变的教学方法和现代化教学手段。

在实践中，先利用校园网络，开辟分子生物学双语教学专区，学生可以通过该网页了解课程的相关情况，教师通过网络布置学习任务，让学生提前通过上网查询资料，进行探究式学习，锻炼学生的自学能力、使用各种学习资源的能力以及与他人合作相处的能力。上课时，教师一律使用全英文形式的电子教案，采用图文并茂、信息量大、形象生动的多媒体形式教学，帮助学生理解抽象的理论知识，全英文课件可尽量包含所有知识点，以帮助学生理解。例如：在讲到 “核酸与染色体”时，可以通过相关视频，让学生回忆和学习在生物化学和遗传学中涉及的内容，既省时又生动地完成这部分内容；讲到“RNA的转录、蛋白质的翻译”时，可以通过Flas将转录和翻译过程完整地展示给学生，然后采用启发式教学方法去详细讲。另外，在讲课中适时、适量地列举反映分子生物学基础知识的生活、生产实例，对学生联系实际，横向思维，开拓思路有很好的帮助，同时激发了学生的学习兴趣[6]。课余时间我们通过英文版配套光盘学习、参观分子生物学实验室及本科生参与青年教师科研课题等多种方式来加强课堂学习内容。

4. 课程教学考核

考核属于教学内容的一部分，通过考核可以提高学生学习热情，巩固学习内容，对学生的学习方式也有一定影响，不同的考核方式，导致学生以不同的态度面对课程的学习。传统的考核方法着眼于结果，对学习过程考虑较少，致使学生为应付考试而学习，最终丧失了求知兴趣[7]。因此我们尝试采用多元化的考核方式，用启发性和总结性的考试题目来激励学生，使学生在双语教学过程中所付出的努力和成果得到公正、客观的体现。基于这一教学理念，我们采用综合考核方法，平时成绩占30%，主要考核学生的听课和回答问题情况，调动学生学习的积极性和主动性；课外作业占10%，考核学生课外作业的完成质量，目的是督促学生高质量完成课外作业，强化课堂讲授内容；期末考试占60%，采用全英文试卷，学生可用英文或中文答题，也可二者结合答题，用英文答题酌情额外加分，目的是鼓励学生尽可能使用英文思考并回答问题，激发和挖掘学生的学习潜能。

分子生物学是生物类相关专业课程体系中重要的专业基础课之一，其原理和方法已广泛渗透到众多生物类相关学科，并推进它们的进一步发展和进步。采用双语教学，使学生充分了解分子生物学日新月异的发展，促进本科教学与国际接轨，推动高等教育的国际交流和留学生教育。通过我们的努力，将摸索出提高双语教学质量的好方法，提高我校整体的教学水平。

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资助项目：

浙江省新世纪高等教育教学改革项目（ZC2010040）；浙江海洋学院第11批校级高等教育教学改革研究项目

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关键词：生物化学与分子生物学；教学改革；创新思维

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）13-0082-02

生物化学与分子生物学是医学院校最重要的基础学科之一，生物化学主要阐述活细胞中发生的各项化学过程，分子生物学主要从分子水平上揭示生命现象的奥秘。随着现代医学的发展，生物化学与分子生物学早已渗入到生命科学的各个领域中，成为当代促进整个生命科学发展的前沿学科。其理论和技术越来越多的被应用于疾病的诊断、治疗和预防，已成为医学生步入21世纪医学殿堂的必备条件，是现代医学的“催化剂”。为适应新世纪医学发展的需要，当代高等院校培养出来的医学生，不仅要具备扎实的生物化学与分子生物学的理论知识，而且要具备运用其技术解决医学实际问题的能力和科研创新能力。为此，我们在生物化学与分子生物学教学中，要不断地改革教学方法，努力培养具有创新精神、创新思维以及创新意识的高素质医学人才。

一、以往生物化学与分子生物学教学过程中存在的弊端

我国高等医学教育传统的人才培养模式主要围绕着“以教师为中心，以书本为中心，以课堂为中心”的模式进行知识的传授。随着生物化学与分子生物学的迅猛发展，新技术新手段的层出不穷，以往的教学模式的弊端不断显露出来。①学生缺乏对教学的主动参与性，师生之间缺乏双向交流，为了应付考试不得不死记硬背，不利于学生创新能的培养及素质的提高。②生物化学与分子生物学教学内容多而复杂，名词概念抽象难懂，使得学生对课程感到枯燥无味，甚至产生厌倦心理。③在教学内容上往往过重于教材的讲授，轻视对新的研究热点和前沿知识的补充。虽然教材内容时有更新，但相关领域的最新进展并不能及时涵盖，这不仅造成教师更新知识的动力下降，同时也会使学生丧失了学习生物化学与分子生物学的兴趣。因此，要培养高质量的21世纪医学专门人才，就必须以新的教育思想和教育观念为指导，对这种传统的教学模式进行优化与改革，培养学生的创新思维和实践能力。

二、新型生物化学与生分子生物学的教学策略

（一）丰富理论课教学方法，提高学生学习兴趣

在《生物化学与分子生物学》理论教学中，采取了多种教学方法以及形式多样的教学活动来加强学生对这门课基本理论知识的理解和掌握。

1.采用直观教学的方法，使抽象知识通俗化、形象化。生物化学与分子生物学其研究内容相对抽象复杂，而且知识点较多，传统的教学方式往往使人不易理解和记忆。计算机多媒体技术将文字、图像、声音和动画等融为一体，为学生提供了一个图形并茂、生动逼真的教学环境，使抽象难懂的微观生命过程具体化，增强了教学感染力和教学内容的内在魅力，从而激发了学生的主动性和积极性[1]。如蛋白质合成过程，涉及了氨基酸的激活与转运、翻译的起始、延伸、终止以及翻译产物的加工修饰多个过程，并且有大量辅助因子的参与。单凭口述，学生是很难在心目中留下印象的。而通过动画演示、色彩变化以及声音的配合，原来抽象死板的内容瞬间变得生动形象起来，学生不但容易理解，而且活跃了课堂气氛。

2.建立微信公共平台，延伸教学空间。为了充分利用现代网络资源，我们建立了班级微信群。一方面，老师可以将最新的研究热点和前沿资讯到群里，或是将一些生物化学与分子生物学发生发展过程中的重要事件上传到网上。另一方面，学生也可以通过微信群将自己学习过程中遇到的问题及时反馈给老师，学生之间也可以参与讨论。通过微信群进行师生的互动交流，不仅延伸了课堂教学空间，提高了学生学习生物化学与分子生物学的兴趣和自主性，同时还能使学生及时了解学科的最新进展。

3.引入病例引导型的教学方式。生物化学与分子生物学是临床医学生的一门非常重要的基础课，其理论与临床医学密切相关。但由于该课程涉及面广、内容繁杂、逻辑性强，使得学生在学习过程中常常感到内容抽象枯燥、不易理解。因此，应建立“病例引导型教学”模式[2]，将临床实际案例融入到课堂上，由表及里地讲解疾病相关的生物化学与分子生物学机理，这样既生动又具有启发性和实践性，激发学生的思维，让学生早期接触临床，将理论与实践有机结合起来。比如，在讲解维生素这一章节时，可将维生素过量或缺乏时所引起的疾病，夜盲症、佝偻病、脚气病、癞皮病等症状引入课堂中。又如在讲解基因诊断时，可列举临床上常见的多种疾病，如脆性X染色体综合征，肌强直性肌萎缩以及乳腺癌、肺癌等，以此引出检测出这些疾病所用的分子生物学手段，同时讲解最新测序技术的应用。

4.开展以问题为导向的教学方式。培养人的创新能力，最重要的是培养人的创造思维，在创造思维活动中，发散式思维起主导作用。因此，在教学过程中，根据大纲要求及目的，我们会给学生创设一定的问题情景，以激发学生的求知欲，启发学生进行思考[3]。如在讲授蛋白质生物合成时，提问生命是如何将核酸的核苷酸序列的信息变成蛋白质的氨基酸序列信息？密码子为什么是3个核苷酸？又如在讲“物质代谢”前，提问为什么有些人会得“三高”？这样学生为了找出答案，在课前就会积极思考，寻找理论依据。课上抽一至两名学生进行回答，老师对结果进行点评，肯定正确部分，纠正错误部分，最后得出结论。实践证明，开展以问题为中心的启发式和引导式教学，充分发挥了教师为主导、学生为主体的作用，不但加强了学生对基本知识的理解和掌握，而且促进了学生学习的动机。

（二）加强创新性实践教学

生物化学与分子生物学是一门实践性和应用性很强的学科，其中实验教学占了非常重要的地位，学生只有多动手，才能更好地加深对所学知识的理解和掌握，更重要的是在实验过程中，学生的科研思维，综合分析和解决问题的能力才能得到更好的提高。传统的实验教学多为验证性实验，这类实验的原理、步骤、结论等很明确，内容单一，学生只需要在规定的时间内照葫芦画瓢地去做就可以，严重影响了学生的探索精神和潜能的释放。

为了培养学生的创新能力，我们增加了设计性、综合性实验，将单一的实验有机的结合在一起，实现实验内容的系统性和各个相关技术之间的内在联系性。例如，开展分子克隆实验，分别将PCR、酶切、DNA重组、连接转化、基因表达、DNA提取以及琼脂糖电泳鉴定等多项技术串联起来，环环相扣，增加了学生对实验的整体认识。又如，我们让学生检测某未知蛋白的浓度。学生可以通过查阅文献，自主设计实验流程，准备相关的实验物品，进行实验，最后分组对各自的实验原理和实验结果进行讨论分析。在整个过程中，学生处于自主学习状态，学习目的明确，学生的创造性思维较为活跃，从而极大地调动了学生的科研兴趣和创造力。

（三）综合评价考试成绩

考试成绩是评价学生学习情况和教师教学效果的常用手段，也是一种比较有效的评断方式。而传统的考核方式往往只看重卷面上的分数，导致大部分学生考试之前临时抱佛脚，死记硬背，考试过后，所学的知识很快被遗忘。另外由于生物化学与分子生物学实验课隶属于理论课，学科结业仅仅考核理论部分，几乎没有进行实验内容的考核，也使得实验课的设置形同虚设。

为了培养医学生的创新意识和创新能力，我们对本门课程的考核形式进行了改革：闭卷考试（70%）+实验成绩（20%）+课堂表现（10%）。生物化学与分子生物学是从分子水平探讨生命现象本质的一门学科，主要研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节以及基因信息的传递等，涉及内容之广。为了强化和巩固学生对这门课的理论知识的掌握，闭卷考试仍是不可取代的考核方式。其次，注重实验课的考核，对实验考勤、实验预习、实验操作、实验报告以及实验结果进行综合评定。这样一方面督促学生重视实验课，另一方面也有助于学生掌握实验操作技能和实验理论知识。再者，将课堂考勤、课堂预习、课堂回答问题以及对课后作业的完成情况也纳入到最终的成绩内，充分发挥学生学习的主动性。通过以上的测评方式，不仅培养了学生的综合能力，又提高了生物化学与分子生物学的教学质量，符合创新型人才培养的要求。

（四）优化教师队伍

教师是教学改革的主体，作为课程的具体实施者，教师是否具有科学创新意识是实施创新教育的关键。生物化学与分子生物学不仅是医学生最重要的基础课，也是引领当今生命科学的前沿学科。作为本门课程的教师，有责任引导学生注重生物化学与分子生物学的学习，也要借助生物化学与分子生物学的学习培养学生的创新性思维。因此，教师要不断学习，用最新的知识武装自己，紧跟科学发展潮流，同时还要注重自身思想素质的提高，为培养创新型医学人才而努力。

总之，教学改革是一个永无止境的工程，伴随着生物科技的飞速发展，我们要敢于打破教条、挑战权威，将教学改革落到实处，为社会培养更多更优秀的创新型医学人才。

参考文献：

[1]秦宜德.医学院校《生物化学与分子生物学》教学中的科学创新教育[J].安微医药，2013，17（1）：175-177.

篇9

【摘 要】适应新课标对高等师范学校生物科学专业培养的人才要求，改革高师《分子生物学》课程教学内容和知识体系，解决《分子生物学》枯燥难学的问题，激发和调动学生对分子生物学课程的学习兴趣，有利于改善分子生物学课程的教学，使培养出来的本科师范生更好适应中学生物教学。

关键词 分子生物学；教学改革；师范生

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1671-0568（2015）05-0051-02

作者简介：张振霞，女，博士，副教授，从事分子生物学教学工作。郑玉忠，男，博士，副研究员，从事生物学教学工作。

基金项目：本文系第六批高等学校特色专业建设项目“国家教育部第六批高等学校特色专业建设点[教高函2010]15号生物科学专业”（编号：TS12367）和广东省高等教育教学改革工程项目“生物学教育研究型教师培养方案的创立与实践”（编号：BKYB2011065）的研究成果。

《分子生物学》是高等师范院校生物科学业的一门重要的基础课，是生命科学中公认的核心学科，它的诞生与发展不仅使人类对生命现象本质的认识深入到分子水平，而且其基本理论和研究方法已经渗透到生命科学的各个领域，因而也成为生命科学类相关专业重要的基础理论课程。该课程讲述的是微观世界和分子水平上的知识，其内容结构抽象，很难理解及掌握。因此，《分子生物学》是学生公认的难学科目，学生们对该课总是怀有畏学心理；另一方面，中学新课程标准的基本理念是提高学生的生物科学素养、面向全体学生、倡导探究能力以及注重与现实生活的联系，采用多种教学方式以满足不同学生的学习需要。但高师生物学专业教学模式却与中学生物学新体系脱节，大多数教学方式多侧重于研究教师的“教学”而忽视学生的“学习”，过分强调教师在教学中的主导作用，而忽略学生的学习主体作用。教师仍是居高临下的权威，把学生当做接受教育的被动者。所以，主客观两方面的因素导致了教学效果不佳，学生学习效率低下。为了适应新课标对高等师范学校生物科学专业培养的人才要求，改革教学内容和体系，调整课程内容与知识体系，使培养出来的本科师范生更好适应中学生物教学，而对高师《分子生物学》课程教学改革也显得极其重要和必要。

一、调整课程内容， 构建新的知识体系

合理调整课程内容体系，削枝强干，精简内容，克服各教学环节求全的弊端。面对分子生物学抽象众多的基础理论教学内容，教师需帮助学生理清课程脉络，对课程的框架结构内容以及交叉知识点做到心中有数，实现学生在掌握课程基本知识点的基础上，能够更好地理解重点并解决难点。

1.熟悉分子生物学研究的主要内容。分子生物学的内容包括：DNA重组技术、基因表达调控、生物大分子的结构与功能、基因组及生物信息学等。目前分子生物学的主要内容是对核酸中所包含信息的研究与应用，所以该课程又称为核酸分子生物学。

2.把握分子生物学的中心线索。通过中心法则来构建分子生物学的知识体系。在遗传信息传递的过程中，核酸及蛋白质生物大分子的结构、功能、来源以及它们的相互作用成就了遗传信息的精确表达；以此让学生宏观地对课程内容进行理解，掌握课程的精髓。

3.理解分子生物学与相关学科的关系。生物化学、细胞生物学、遗传学、微生物学和生命科学导论等学科是分子生物学的先修课程，这些学科中的一些现象和规律，其分子机制是由分子生物学来加以阐述的。教师应具备相关学科知识的基本素质，对学生在学科交叉知识点中的疑惑加以阐述。

二、教学方式的改革

提高学生学习分子生物学课程的兴趣，改革教学模式上，让学生主动参与课堂，采取多变的教学方式，把学习的主动权真正交给学生，让他们有较多的自学和研究的余地，即授人以渔。单纯的灌输，只会扼杀学生的积极性和主动性。

1.提出问题来吸引学生的注意力。 改变以教师为主的被动教学模式，“以问题为基础”的方式加强对课程内容的学习，引导学生思考，调动学生的主动性，活跃课堂气氛，充分发挥学生主体的作用。比如，讲到RNA转录时，提出问题：为什么RNA聚合酶能准确无误地找到转录起点？再如讲到蛋白质运转机制时，提问：新合成的蛋白质是如何知道它该去的地方，从而形成膜蛋白、胞质蛋白以及不同细胞器官的蛋白，等等。通过问题的提出，引导学生思考、解析，获得答案的过程也是思维能力提高的过程，同时也是对所学内容理解的过程。

2.学生自主总结课堂内容。分子生物学课程讲述的是微观世界和分子水平上的知识，其内容结构抽象，很难理解及掌握。由教师一个人在讲台上连续讲3 个学时，讲得再好，在被动的状态下学生也容易失去兴趣。教学过程中应将教学内容中的重点和难点部分详细说明，而对次要的和易懂的部分只做简要讲解或让学生自学，利用课堂最后十分钟，让学生整理和总结一下所学内容的重点和难点内容。比如，第二章“染色体与 DNA”，由于染色体与 DNA 结构部分是在生物化学和遗传学里学过的内容，所以只做简单的回顾，重点放在DNA的复制，对复制的引发到终止过程进行详细说明，最后让学生自己整理和总结参与DNA 复制的酶和蛋白质及其作用。就原核生物而言，参与DNA复制的酶和蛋白质达16个之多，学生在听课当中不一定都能记得住。因此，在教师讲解的基础上，让学生自己来整理和总结所学的内容，能使学生更好地消化和掌握所学的内容，同时也达到提高学生自学能力和综合分析能力的目的。

3.注重课前预习课后复习。老师对学生严格要求，督促和鼓励学生课前预习、课后复习，布置一定的思考题，“以问题为基础”的方式加强对课程内容的学习。预习课程时处处寻找问题，而复习课程内容时又不断地回答问题，加之学生的听讲过程中教师适时的、灵活随机性的、启发式提问，让学生对课程内容的学习是在一系列的提问、讨论、释疑、小结、复习中完成，从而真正做到从以“教”为中心转变到以“学”为中心。

4.成立学习小组。学习小组以6~8人为单位，拟定题目，自己查阅文献并制作多媒体课件，如转基因安全性、疾病与健康、人类基因组计划等。通过学生讲述，同学和教师进行评述，既实现了师生互动和教学相长，又使学生的知识面有所拓宽、科研思路有所清晰、自主学习意识有所提高，每位学生可以充分地互动，有利于学生学术素养、 团队合作精神及交流沟通的技能的提高。

三、革新教学内容

1.学习最新成果。适当补充的最新研究成果，介绍最新研究动向和发展趋势。《分子生物学》是当前生命科学中发展最快的内容，并与其他学科广泛交叉与渗透，因此教学内容和教学过程中一定要结合最新科学发现、科研进展、最新科研技术、最新时讯时事等。如端粒和人类寿命、生物芯片、RNA在生物进化中的作用等生命科学中的新发现、新进展，能吸引学生兴趣，激发学生的思维，增强学生的自主学习能力。

2.联系社会生活。在教学中注重“科学、技术、社会”（STS）教育，把科学教育与当前的社会生活、生产、发展紧密结合起来，使学生深刻理解科学、技术、社会三者之间的相互关系。在讲授过程中经常恰当的穿插一些通俗易懂的、不失科学性的实例和生活常识的例子，如HIV的治疗和预防、SARS的确诊方法、试管婴儿、亲子鉴定等。教会学生用课本知识解释生活或科学领域的现象，这样一方面使学生更容易理解教学内容，另一方面使学生感受到分子生物学在生活中的应用，从而激发学生的学习兴趣，开拓学生的科学思维，增进学生的社会责任感，促使学生逐渐树立人与自然和谐共处，经济、自然、社会可持续发展的观念。

四、充分利用教学资源

随着信息处理技术、多媒体技术和网络技术的快速发展，教科书不应该也越来越不可能成为惟一的课程资源，要培养学生学会自己在网上获取各种信息资源。

五、运用现代教育技术，提高课堂教学质量

现代教育技术能创造出形、光、声、色等视听信息和教育信息，从多角度、多方向、多层次、多水平使分散的注意转向集中注意，突出教学的重点内容，突破时间和空间、微观和宏观的限制，使一些抽象的理论转化为感性的认识等优点， 解决了以往教学中“一张嘴”的枯燥和抽象。结合教学内容，巧妙运用现代教育技术，能有效提高教学效率。

参考文献：

[1]王慧.高等师范教育：近30年改革发展的回顾与思考[J].河北师范大学学报（教育科学版），2010，12（11）：90-93.

[2]张振霞，郑玉忠. PBL 在《分子生物学》教学中的应用初探[J].时代教育，2009，（1）：108.

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【关键词】医学；高等院校；中医专业；医学分子生物学；教学；实践

1教材的选择

教材是体现教学内容和教学方法的知识载体，也是教师授课的重要依据和学生学习知识的工具，因此选择合适的教材是教学过程中非常重要的环节。在开设中医学专业医学分子生物学课程时，我们选择了供中医药类专业使用，由唐炳华，王继峰主编，中国中医药出版社出版的《医学分子生物学》作为教材。该教材承接医学院校生物化学的教学内容，深入和系统地介绍分子生物学的理论、技术和应用，注重与基础医学和临床医学的结合，符合中医学专业学生医学分子生物学教学的实际情况，增强了教学效果。分子生物学是一门现代生命科学领域中的前沿性学科，新知识、新理论、新技术层出不穷，发展成果日新月异。因此如何借助现代化的教学设施将基础性的教材内容与最新研究成果的补充增添内容融为一体，是教学改革的主要内容[5]。近年来，以新一代基因测序技术为代表的高通量分析技术，极大地推动了分子生物学的发展，组学以及大数据分析的技术手段为分子生物学的研究提供了更丰富的信息和更广阔的视野。这使得现有的教材出现了一定的滞后性，我们根据长期教学和科研工作的经验体会，编写了针对高等医学院校学生医学分子生物学的专业授课为明确对象的《医学分子生物学》教材。本教材在突出前沿和实用为原则的前提下，缩减了同类教材中普遍出现的与技术细节相关的大篇幅内容，而对理论和原理部分进行了扩展与强化；注重讨论与疾病和临床案例或相关问题的联系；根据对分子生物学发展趋势的把握，尝试了对系统生物学等前沿领域的介绍[1]。目前，该教材已经在本校医学各专业使用了近1年，取得了良好的教学效果。

2教学内容的优化

医学分子生物学课程的概念抽象，内容繁多、新概念、新技术及新进展不断涌现。在有限的学时内，合理安排教学内容、根据学生专业的特点优化教学内容、注重理论知识及技术相互渗透，并兼顾新知识的传授，是取得良好教学效果的关键。配合新教材的内容，重新修订了大纲和教案，精选了7个专题，以“基因与基因组”，“基因组稳定性与DNA损伤修复”，“基因表达的表观遗传调控”作为学生学习分子生物学理论知识的基础；随后通过“基因结构分析的基本方法”，“基因克隆与基因体外表达”介绍多项分子生物学中重要的实验技术；与医学紧密联系的“肿瘤分子生物学”；包含近年来分子生物学前沿知识的“生物组学与研究方法”。确保课程内容既丰富全面，涵盖基本理论与基本技术，又避免重复，还具有前沿性。

3教学方法的多样性

医学分子生物学课程的特点决定了必须采用灵活多样的教学方法才能达到良好的教学效果。

3.1利用多媒体教学的优势

医学分子生物学课程中有很多需要掌握的概念、原理和技术，传统教学模式会导致学生感觉学习枯燥，不能深刻理解概念，缺乏学习兴趣。相较于以往传统的板书教学，多媒体形式更灵活、内容含量更丰富，可以通过幻灯片、动画、视频等更加直观形象地呈现，利于学生在有限的时间内获得更多的信息量[6]。例如在讲授聚合酶链式反应（PCR）技术的基本原理时，仅有文字描述，甚至示意图都不能让学生很好的理解PCR技术是如何把目的基因扩增至100万倍的，在讲解原理后配合PCR扩增的多媒体动画，生动形象的展示PCR在每一轮循环中DNA新链合成的过程，数目变化，最终是如何达到100万倍的。这样就使抽象的理论知识变得具体化，加深了学生对概念的理解和记忆，提高了学习兴趣。

3.2注重学生知识体系的建立

分子生物学的理论知识与基础医学各个学科如生理学、微生物学、免疫学、病理学、药理学以及临床各学科都有广泛的联系，相互交叉与渗透。所以要透彻理解分子生物学的理论精髓，必须将这些相关学科的基本原理有机地贯穿到相应的原理和概念中去。在医学分子生物学教学过程中注重之间的相互联系，例如核酸分子杂交技术涉及生物化学课程中讲过的核酸分子重要的特性即：核酸的变性和复性。我们在讲授核酸分子杂交技术之前会带着学生复习核酸分子变性和复性的概念，然后引出核酸分子杂交的概念，再进入核酸分子杂交技术的介绍。这样既巩固了学生已有的知识，又由浅入深地理解和掌握了新知识，使学生的知识体系跨越学科的界限相互联系在一起。

3.3突出分子生物学技术在中医药学研究中的应用

近年来，运用分子生物学相关知识与技术研究中医学已经在国内外广泛开展，目前的研究成果多集中在中医基础理论、中医辨证论治学说、中药临床应用、中医临床研究等方面，对推动中医理论向现代化迈进有着重要的意义[7]。中医药专业学生的生物学知识背景相对薄弱，因此在教学过程中需要考虑到学生的知识体系、兴趣以及中医药专业人才的培养需求，针对性的进行讲授[8]。在给中医专业的学生讲授医学分子生物学课程的过程中，我们注意在医学分子生物学理论和实验技术的讲解过程中穿插中医药研究中实际案例，如在讲解限制性长度多态性（RFLP）技术时，引入科学家利用PCR和RFLP技术作为分析手段对黄芪亚族和甘草亚族亲缘关系的研究。在讲解人类基因组学和蛋白质组学的研究成果时，介绍利用蛋白芯片技术来鉴定中药品质、分析中药成分；利用基因芯片技术研究中药治疗前后疾病相关基因位点的变化，筛选中药作用靶点。一方面激发学生的学习兴趣，开拓了视野，另一方面让学生认识到学习和掌握分子生物学理论和技术的重要性。

4提高学生的综合素质

时代的发展对分子生物学教学不断提出新要求，对专业人才知识结构和能力素质也提出了新标准，迫切需要培养创新型高素质人才[9]。因此，针对当前中医专业学生的特点，培养学生在基础研究、临床实践中应用医学分子生物学知识分析问题、解决问题的能力，可以为今后学生科研选题或从事这方面的工作打下良好基础。此外，我们还鼓励有能力的学生阅读相关英文专业书籍、和专业文献；参加海内外相关领域专家所做的学术报告，增加学习兴趣和热情。