基因组学的研究内容范文

导语：如何才能写好一篇基因组学的研究内容，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

【关键词】基因组学 教学 改革

【Abstract】Genomics is a young discipline which is born with the successful implementation of the human genome project， and its content is involved in the leading edge and hot spot of the life science research. Learning genomics has a profound impact on enriching and improving the students’ knowledge system and cultivating students’ innovative consciousness and ability. After several years of teaching practice， from the teaching content， teaching methods to make a reasonable improvement， in order to improve the quality of teaching， and strive to cultivate high？鄄quality professionals.

【Key words】Genomics； education； innovation

【基金项目】湖南农业大学课程质量标准建设遴选项目《基因组学》和湖南农业大学教改项目B2015021资助。

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）06-0233-02

伴随人类基因组计划，一门新兴的生命科学前沿学科基因组学（ Genomics）应运而生。不同于以往的分子遗传学以“单个”基因为研究对象的思路，基因组学从物种的整个基因组入手来研究基因的结构、功能和进化[1]。经过近20年的迅速发展，基础基因组学研究已经形成了结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学三个不同的领域[1-3]，还衍生出了转录物组、蛋白质组、代谢组、甲基化组等一系列组学研究的分支，引发了生物科学研究的系统观热潮[2]。

目前，基因组学已成为高校生物学课程体系中的重要组成部分，越来越多的高校都将其设为生物学相关专业的必修课或选修课。课程的开设不仅有利于学生了解生命科学发展的前沿，还能为学生研究生阶段开展相关课题提供研究思路和背景知识。然而，基因组学发展迅速，如何使教学紧跟学科发展的步伐，让学生在有限的课堂教学中既能掌握基因组学的基础知识，又能及时了解最新的基因组学发展技术，成为教学中的难点。因此，教师需要不断更新教学内容，紧跟学科发展的步伐，以增强学生的学习兴趣，提高学习的主动性。此外，基因组学与其他学科具有很强的交叉性，教师授课过程中既要避免内容的重复，又要能深入浅出地把内容抽象、过程复杂的研究方法条理清晰、简单明了地传授给学生。针对基因组学课程的上述特点以及这几年的教学实践，笔者从基因组学教学内容和教学手段进行了调整和优化，探索了适合本门课程的教学方法和模式，以期提高基因组学的教学效果，以适应新形势下素质教育的需要。

一、选择合适的教材

我国许多高校的生物信息、生物技术等相关专业课程设置中都将基因组学设为专业课或选修课，如华中科技大学、暨南大学、扬州大学等。我校也在学生先修遗传学、分子生物学和生物信息学的基础上，开设基因组学课程作为生物信息学的一门专业课，共设置40课时。经过了解，国内广泛使用的基因组学教材主要有两本，即国内复旦大学杨金水教授编著的《基因组学》（2002年第一版，2007年第二版，2013年第三版）和英国曼彻斯特大学理工学院TA.Brown教授编著的《Genomes》（1999年版、2002年版、2006年版）。根据课程需要和课时数，我校自2005年生物信息学专业开设以来一直选择结构体系比较完整、内容相对简洁的杨金水编著的《基因组学》系列版本为主要教材。同时选用袁建刚等翻译的、BrownTA编著的《基因组》及其英文版原著作为参考，补充杨金水编著的《基因组学》，部分内容叙述不够详尽的不足。该教材和参考书都更新及时，每隔数年就会补充基因组学研究领域的新成果和新技术然后再版，便于跟踪学科前沿，掌握最新研究动态。参考书中英文对应，可方便学生对专业名词的理解和把握，也有助于学生提高对英文文献的阅读能力。

二、构建系统的教学内容

基因组学教学内容与遗传学、分组生物学和生物信息学课程的内容相互联系、相互渗透。因此课程内容既要避免与现行课程中重复的部分，又突出本学科的特有内容，为此我们在与其他相关课程教师充分沟通的情况下进行了授课内容的安排。基因组学的知识结构可以分为结构基因组学、功能基因组学和比较基因组学三部分。结构基因组学是基因组研究的前提，是功能基因组学和比较基因组学内容理解和掌握的基础，其主要目标是通过基因组测序获得基因组序列。而基因组测序的前提是对基因组的基本结构和组成进行了解，然后在此基础上进行基因组作图，包括遗传图谱、物理图谱的制作，最后进行基因组的测序与序列组装。这部分属于基因组学课程重点学习的内容，安排20个课时，主要涉及选用教材的前四章内容[4]。功能基因组学，被称为后基因组学，它利用结构基因组学研究所提供的信息和产物，发展和应用新的实验手段，通过在基因组或系统水平上全面分析基因的功能。这部分内容是目前发展最快的研究重点[5]，涉及很多关于研究基因功能的实验方法，因此也是课程的难点。研究内容包括基因组序列中基因功能的发现、单个基因功能的确定、基因表达分析及突变检测和基因与基因之间的相互作用。本门课程中安排12课时学习该部分内容，主要涉及教材的第五章、第六章、第十章。教材的第七章和第十一章关于基因组的复制与转录调控的内容，分子生物学中有过讲述，在基因组学的课程中不再重复。第八章和第九章关于转录组和蛋白组的内容另开设有相关的课程，也不在基因组学课程的讲述范围内。比较基因组学是基于结构基因组的基础上，对已知的基因和基因组结构进行比较，来了解基因的功能、表达机理和物种进化的学科。通过对不同亲缘关系物种的基因组序列进行比较，能够鉴定出编码序列、非编码调控序列及给定物种独有的序列。而基因组范围之内的序列比对，可以了解不同物种在核苷酸组成、同线性关系和基因顺序方面的异同，进而得到基因分析预测与定位、生物系统发生进化关系等方面的信息。这部分内容安排6课时，主要涉及教材的第十二至十四章的内容。这样合理安排授课内容，使学生在头脑中建立起一个从结构基因组学研究到功能基因组学研究再到比较基因组学研究的完善的知识体系。

此外，基因组学发展迅速，除了三大部分基本内容外还在课堂上及时补充和完善一些最新的研究成果。比如可以通过查询Science、Nature 和Cell等顶级期刊，了解基因组学的最新研究进展和方法，使学生及时把握学科发展脉络和方向，把基因组学课程真正建设成为一门开阔学生视野的课程。另外，课堂上可以讨论一些社会上的热点话题或者普及一些与生活息息相关的知识，如精准医疗等。还可以讲述一些相关的故事，如诺贝尔奖得主的一些鲜为人知的故事。一些相关知识的应用，比如如何利用分子标记进行亲子鉴定及法医鉴定等也可以再课堂上适时的插入。这些内容可以极大地激发学生的兴趣，拓宽学生的视野，提高学生学习的积极性。

三、多媒体与板书相结合教学

多媒体教学具有图文并茂的效果，可以把抽象、微观、枯燥、复杂的内容形象的展示出来。但多媒体课件播放比板书讲解速度快，如果学生的思维无法跟上，则会大大地降低教学效果。传统的板书教学则可以将知识更加系统地呈现给学生，更利于师生间的交流[6]。但板书教学比较耗时，尤其对于高等教育中较多的授课内容，完全采用板书会影响教学进度。此外，对于图像和图形的呈现，板书教学也无法胜任。因此，可采用“多媒体+板书”相结合的授课方式。授课提纲板书在黑板上，使学生整堂课都可以看见，让学生对学习内容有整体的印象。多媒体课件解释不清的问题，及时用板书补充。重点难点内容，也要结合板书详细讲解，同时借助多媒体手段将所需要的图片、动画和视频插入课件，按照课程的需要播放，提高课堂教学效果。

四、组织学生参与科学研究

基因组学课程内容涉及许多研究方法和技术，部分经典的实验技术在分子生物学与遗传学中有过介绍，但一些新发展起来的技术上述课程学习的过程中没有涉及。有些技术原理深奥、抽象，难以理解，最好的方法是让学生亲自参与实验[7-9]。教师可组建基因组学科研兴趣小组，让学生利用课外时间参与老师的科研课题。学生通过亲自参与基因组学相关实验，可以深刻理解这些技术的原理，并掌握具体操作技术，将理论知识与实践相结合，在帮助教师完成科研工作的同时培养了学生对科研工作的热情，为学生进一步考研深造打下基础。

五、应用灵活多样的考核方式

科学、合理的考核方式有助于提高教学质量、培养创新型和应用型人才。传统的考核方式主要是闭卷考试，容易使学生把考试当成最终的学习目标，不利于培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。因此，改革教学考核方式的非常重要。考核除了对学生进行基本理论知识考试外，在成绩评定标准上适当加大对学生动手能力和综合技能的考核比重，增加平时成绩的考核，条件允许的话还可以设置一些小实验在实验课的课堂上让学生进行计算机模拟分析，充分激发学生的学习兴趣。此外，还可以把科研过程中的一些小项目交给学生，让学生查阅资料后根据所学内容进行试验设计，教师进行指导修改后再反馈给学生。学生的平时成绩最终按30%的比例计入最终成绩。科学合理地应用上述方法可以很大程度改变学生的学习目标和学习方式，培养学生的创新能力和实践能力。

经过几年的实践，我们的教学改革获得了大多数学生的好评与认可。在今后的教学中，随着教师教学经验的积累和教学水平的进一步提高，将会不断完善基因组学教学工作。基因组学发展迅速，如今已经渗透到生命科学研究的各个领域，尤其是近几年基因组学研究领域的重大成果层出不穷，对生命科学的发展产生了极大的推动作用。针对基因组学教学过程中存在的主要问题[10，11]，在构建系统课程内容体系的同时，还应根据农林院校的专业特点，不断改革和探索课程的教学方法，加强教师队伍建设，不断完善理论与实践相结合的教学模式，为推进和实现高素质的创新型和应用型人才培养目标奠定基础。

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篇2

药物基因组学是伴随人类基因组学研究的迅猛发展而开辟的药物遗传学研究的新领域，主要阐明药物代谢、药物转运和药物靶分子的基因多态性及药物作用包括疗效和毒副作用之间关系的学科。

基因多态性是药物基因组学的研究基础。药物效应基因所编码的酶、受体、离子通道作为药物作用的靶，是药物基因组学研究的关键所在。基因多态性可通过药物代谢动力学和药物效应动力学改变来影响物的作用。

基因多态性对药代动力学的影响主要是通过相应编码的药物代谢酶及药物转运蛋白等的改变而影响药物的吸收、分布、转运、代谢和生物转化等方面。与物代谢有关的酶有很多，其中对细胞色素-P450家族与丁酰胆碱酯酶的研究较多。基因多态性对药效动力学的影响主要是受体蛋白编码基因的多态性使个体对药物敏感性发生差异。

苯二氮卓类药与基因多态性：咪唑安定由CYP3A代谢，不同个体对咪唑安定的清除率可有五倍的差异。地西泮是由CYP2C19和CYP2D6代谢，基因的差异在临床上可表现为用药后镇静时间的延长。

吸入与基因多态性：RYR1基因变异与MH密切相关，现在已知至少有23种不同的RYR1基因多态性与MH有关。氟烷性肝炎可能源于机体对在CYP2E1作用下产生的氟烷代谢产物的一种免疫反应。

神经肌肉阻滞药与基因多态性：丁酰胆碱酯酶是水解琥珀酰胆碱和美维库铵的酶，已发现该酶超过40种的基因多态性，其中最常见的是被称为非典型的（A）变异体，与用药后长时间窒息有关。

镇痛药物与基因多态性：μ-阿片受体是阿片类药的主要作用部位，常见的基因多态性是A118G和G2172T。可待因和曲马多通过CYP2D6代谢。此外，美沙酮的代谢还受CYP3A4的作用。儿茶酚O-甲基转移酶(COMT)基因与痛觉的产生有关。

局部与基因多态性：罗哌卡因主要由CYP1A2和CYP3A4代谢。CYP1A2的基因多态性主要是C734T和G2964A，可能影响药物代谢速度。

一直以来麻醉科医生较其它专业的医疗人员更能意识到不同个体对药物的反应存在差异。的药物基因组学研究将不仅更加合理的解释药效与不良反应的个体差异，更重要的是在用药前就可以根据病人的遗传特征选择最有效而副作用最小的药物种类和剂型，达到真正的个体化用药。

能够准确预测病人对麻醉及镇痛药物的反应，一直是广大麻醉科医生追求的目标之一。若能了解药物基因组学的基本原理，掌握用药的个体化原则，就有可能根据病人的不同基因组学特性合理用药，达到提高药效，降低毒性，防止不良反应的目的。本文对药物基因组学的基本概念和常用的药物基因组学研究进展进行综述。

一、概述

二十世纪60年代对临床麻醉过程中应用琥珀酰胆碱后长时间窒息、硫喷妥钠诱发卟啉症及恶性高热等的研究促进了药物遗传学（Pharmacogenetics）的形成和发展,可以说这门学科最早的研究就是从麻醉学开始的。

药物基因组学(Phamacogenomics)是伴随人类基因组学研究的迅猛发展而开辟的药物遗传学研究的新领域，主要阐明药物代谢、药物转运和药物靶分子的基因多态性及药物作用包括疗效和毒副作用之间的关系。它是以提高药物的疗效及安全性为目标，研究影响药物吸收、转运、代谢、消除等个体差异的基因特性，以及基因变异所致的不同病人对药物的不同反应，并由此开发新的药物和用药方法的科学。

1959年Vogel提出了“药物遗传学”,1997年Marshall提出“药物基因组学”。药物基因组学是药物遗传学的延伸和发展，两者的研究方法和范畴有颇多相似之处，都是研究基因的遗传变异与药物反应关系的学科。但药物遗传学主要集中于研究单基因变异，特别是药物代谢酶基因变异对药物作用的影响；而药物基因组学除覆盖药物遗传学研究范畴外，还包括与药物反应有关的所有遗传学标志，药物代谢靶受体或疾病发生链上诸多环节，所以研究领域更为广泛[1,2,3]。

二、基本概念

1．分子生物学基本概念

基因是一个遗传密码单位，由位于一条染色体(即一条长DNA分子和与其相关的蛋白)上特定位置的一段DNA序列组成。等位基因是位于染色体单一基因座位上的、两种或两种以上不同形式基因中的一种。人类基因或等位基因变异最常见的类型是单核苷酸多态性(single-nucleotidepolymorphism,SNP)。目前为止，已经鉴定出13000000多种SNPs。突变和多态性常可互换使用，但一般来说，突变是指低于1%的群体发生的变异，而多态性是高于1%的群体发生的变异。

2．基因多态性的命名法：

(1)数字前面的字母代表该基因座上最常见的核苷酸(即野生型)，而数字后的字母则代表突变的核苷酸。例如：μ阿片受体基因A118G指的是在118碱基对上的腺嘌呤核苷酸(A)被鸟嘌呤核苷酸(G)取代，也可写成118A/G或118A>G。

(2)对于单个基因密码子导致氨基酸转换的多态性编码也可以用相互转换的氨基酸的来标记。例如：丁酰胆碱酯酶基因多态性Asp70Gly是指此蛋白质中第70个氨基酸－甘氨酸被天冬氨酸取代。

三、药物基因组学的研究内容

基因多态性是药物基因组学的研究基础。药物效应基因所编码的酶、受体、离子通道及基因本身作为药物作用的靶，是药物基因组学研究的关键所在。这些基因编码蛋白大致可分为三大类:药物代谢酶、药物作用靶点、药物转运蛋白等。其中研究最为深入的是物与药物代谢酶CYP45O酶系基因多态性的相关性[1,2,3]。

基因多态性可通过药物代谢动力学和药物效应动力学改变来影响药物作用，对于临床较常用的、治疗剂量范围较窄的、替代药物较少的物尤其需引起临床重视。

（一）基因多态性对药物代谢动力学的影响

基因多态性对药物代谢动力学

的影响主要是通过相应编码的药物代谢酶及药物转运蛋白等的改变而影响药物的吸收、分布、转运、代谢和生物转化等方面[3,4,5,6]。

1、药物代谢酶

与物代谢有关的酶有很多，其中对细胞色素-P450家族与丁酰胆碱酯酶的研究较多。

（1）细胞色素P-450（CYP45O）

物绝大部分在肝脏进行生物转化，参与反应的主要酶类是由一个庞大基因家族编码控制的细胞色素P450的氧化酶系统，其主要成分是细胞色素P-450（CYP45O）。CYP45O组成复杂，受基因多态性影响，称为CYP45O基因超家族。1993年Nelson等制定出能反应CYP45O基因超家族内的进化关系的统一命名法：凡CYP45O基因表达的P450酶系的氨基酸同源性大于40%的视为同一家族（Family），以CYP后标阿拉伯数字表示，如CYP2；氨基酸同源性大于55%为同一亚族（Subfamily），在家族表达后面加一大写字母，如CYP2D；每一亚族中的单个变化则在表达式后加上一个阿拉伯数字，如CYP2D6。

（2）丁酰胆碱酯酶

麻醉过程中常用短效肌松剂美维库铵和琥珀酰胆碱，其作用时限依赖于水解速度。血浆中丁酰胆碱酯酶(假性胆碱酯酶)是水解这两种药物的酶，它的基因变异会使肌肉麻痹持续时间在个体间出现显著差异。

2、药物转运蛋白的多态性

转运蛋白控制药物的摄取、分布和排除。P-糖蛋白参与很多药物的能量依赖性跨膜转运，包括一些止吐药、镇痛药和抗心律失常药等。P-糖蛋白由多药耐药基因（MDR1）编码。不同个体间P-糖蛋白的表达差别明显，MDR1基因的数种SNPs已经被证实，但其对临床麻醉的意义还不清楚。

（二）基因多态性对药物效应动力学的影响

物的受体（药物靶点）蛋白编码基因的多态性有可能引起个体对许多药物敏感性的差异，产生不同的药物效应和毒性反应[7,8]。

1、蓝尼定受体-1（Ryanodinereceptor-1，RYR1）

蓝尼定受体-1是一种骨骼肌的钙离子通道蛋白，参与骨骼肌的收缩过程。恶性高热（malignanthyperthermia,MH）是一种具有家族遗传性的、由于RYR1基因异常而导致RYR1存在缺陷的亚临床肌肉病，在挥发性吸入和琥珀酰胆碱的触发下可以出现骨骼肌异常高代谢状态，以至导致患者死亡。

2、阿片受体

μ-阿片受体由OPRM1基因编码，是临床使用的大部分阿片类药物的主要作用位点。OPRM1基因的多态性在启动子、内含子和编码区均有发生，可引起受体蛋白的改变。吗啡和其它阿片类药物与μ-受体结合而产生镇痛、镇静及呼吸抑制。不同个体之间μ-阿片受体基因的表达水平有差异，对疼痛刺激的反应也有差异，对阿片药物的反应也不同。

3、GABAA和NMDA受体

γ-氨基丁酸A型（GABAA）受体是递质门控离子通道，能够调节多种物的效应。GABAA受体的亚单位（α、β、γ、δ、ε和θ）的编码基因存在多态性（尤其α和β），可能与孤独症、酒精依赖、癫痫及精神分裂症有关，但尚未见与物敏感性有关的报道。N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体的多态性也有报道，但尚未发现与之相关的疾病。

（三）基因多态性对其它调节因子的影响

有些蛋白既不是药物作用的直接靶点，也不影响药代和药效动力学，但其编码基因的多态性在某些特定情况下会改变个体对药物的反应。例如，载脂蛋白E基因的遗传多态性可以影响羟甲基戊二酸单酰辅酶A（HMG-CoA）还原酶抑制剂（他汀类药物）的治疗反应。鲜红色头发的出现几乎都是黑皮质素-1受体（MC1R）基因突变的结果。MC1R基因敲除的老鼠对的需求量增加。先天红发妇女对地氟醚的需要量增加，热痛敏上升而局麻效力减弱。

四、苯二氮卓类药与基因多态性

大多数苯二氮卓类药经肝脏CYP45O代谢形成极性代谢物，由胆汁或尿液排出。常用的苯二氮卓类药物咪唑安定就是由CYP3A代谢，其代谢产物主要是1-羟基咪唑安定，其次是4-羟基咪唑安定。在体实验显示不同个体咪唑安定的清除率可有五倍的差异。

地西泮是另一种常用的苯二氮卓类镇静药，由CYP2C19和CYP2D6代谢。细胞色素CYP2C19的G681A多态性中A等位基因纯合子个体与正常等位基因G纯合子个体相比，地西泮的半衰期延长4倍，可能是CYP2C19的代谢活性明显降低的原因。A等位基因杂合子个体对地西泮代谢的半衰期介于两者之间。这些基因的差异在临床上表现为地西泮用药后镇静或意识消失的时间延长[9,10]。

五、吸入与基因多态性

到目前为止，吸入的药物基因组学研究主要集中于寻找引起药物副反应的遗传方面的原因，其中研究最多的是MH。药物基因组学研究发现RYR1基因变异与MH密切相关，现在已知至少有23种不同的RYR1基因多态性与MH有关。

与MH不同，氟烷性肝炎可能源于机体对在CYP2E1作用下产生的氟烷代谢产物的一种免疫反应，但其发生机制还不十分清楚[7,11]。

六、神经肌肉阻滞药与基因多态性

神经肌肉阻滞药如琥珀酰胆碱和美维库铵的作用与遗传因素密切相关。血浆中丁酰胆碱酯酶(假性胆碱酯酶)是一种水解这两种药物的酶，已发现该酶超过40种的基因多态性，其中最常见的是被称为非典型的（A）变异体，其第70位发生点突变而导致一个氨基酸的改变，与应用肌松剂后长时间窒息有关。如果丁酰胆碱酯酶Asp70Gly多态性杂合子(单个等位基因)表达，会导致胆碱酯酶活性降低，药物作用时间通常会延长3～8倍；而丁酰胆碱酯酶Asp70Gly多态性的纯合子(2个等位基因)表达则更加延长其恢复时间，比正常人增加60倍。法国的一项研究表明，应用多聚酶链反应（PCR）方法，16例发生过窒息延长的病人中13例被检测为A变异体阳性。预先了解丁酰胆碱酯酶基因型的改变，避免这些药物的应用可以缩短术后恢复时间和降低医疗费用[6,12]。

七、镇痛药物与基因多态性

μ-阿片受体是临床应用的阿片类药的主要作用部位。5%～10%的高加索人存在两种常见μ-阿片受体基因变异，即A118G和G2172T。A118G变异型使阿片药物的镇痛效力减弱。另一种阿片相关效应—瞳孔缩小，在118G携带者明显减弱。多态性还可影响阿片类药物

代谢。

阿片类药物的重要的代谢酶是CYP2D6。可待因通过CYP2D6转化为它的活性代谢产物－吗啡，从而发挥镇痛作用。对33名曾使用过曲马多的死者进行尸检发现，CYP2D6等位基因表达的数量与曲马多和O－和N－去甲基曲马多的血浆浓度比值密切相关，说明其代谢速度受CYP2D6多态性的影响。除CYP2D6外，美沙酮的代谢还受CYP3A4的作用。已证实CYP3A4在其它阿片类药如芬太尼、阿芬太尼和苏芬太尼的代谢方面也发挥重要作用。

有报道显示儿茶酚O-甲基转移酶(COMT)基因与痛觉的产生有关。COMT是儿茶酚胺代谢的重要介质，也是痛觉传导通路上肾上腺素能和多巴胺能神经的调控因子。研究证实Val158MetCOMT基因多态性可以使该酶的活性下降3～4倍。Zubieta等报道，G1947A多态性个体对实验性疼痛的耐受性较差，μ-阿片受体密度增加，内源性脑啡肽水平降低[13～16]。

八、局部与基因多态性

罗哌卡因是一种新型的酰胺类局麻药，有特有的S-(-)-S对应体，主要经肝脏代谢消除。罗哌卡因代谢产物3-OH-罗哌卡因由CYP1A2代谢生成，而4-OH-罗哌卡因、2-OH-罗哌卡因和2-6-pipecoloxylidide(PPX)则主要由CYP3A4代谢生成。CYP1A2的基因多态性主要是C734T和G2964A。Mendoza等对159例墨西哥人的DNA进行检测，发现CYP1A2基因的突变率为43%。Murayama等发现日本人中CYP1A2基因存在6种导致氨基酸替换的SNPs。这些发现可能对药物代谢动力学的研究、个体化用药具有重要意义[17,18,19]。

九、总结与展望

篇3

 

【关键词】： 宏基因组 生物信息学 高通量测序

【正文快照】：

宏基因组学(metagenomics)是通过非微生物培养的方法对环境中微生物菌落进行调查研究的一门新兴学科,其主要研究对象为菌落中的细菌、古细菌、真菌和病毒等微生物,其主要目的是通过对微生物菌落中微生物的多样性、种群结构及其动态改变、各成员之间相互关系及与环境之间的相互

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【参考文献】

 

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篇4

借助于纷繁多样的新方法，下一代基因测序技术将肩负起在平行序列测定大量DNA的快速数据生成能力。部分下一代基因测序技术适用于筛检出人群是否存在某些特定遗传性癌症高危险，实际例子是Myriad遗传性癌症风险测试。不止于此，它还可被用于明确癌症患者的基因变异特征，进而尽早从癌症靶向治疗的非适应证用药的新希望中受益。

尽管下一代基因测序技术有助于实现个体化医学的目标，尤其对推动肿瘤学发展大有裨益，但不得不承认，标准化仍旧是当前亟需破解的瓶颈桎梏。伴随而至的是医疗保险覆盖欠均衡，最终命运尚未可知。

为尽早填平这一沟壑，8月17日，美国医疗技术政策中心（CMTP）针对以下一代基因测序为基础的临床肿瘤基因检测，正式出台初步医疗政策和医保覆盖指南。

“面对不断涌现的基因检测新工具，与之相适应的可供预测的医保覆盖和支付政策缺位，必然阻遏肿瘤医疗服务行业快速发展。”在新闻会上，CMTP首席执行官、美国医疗保险和医疗补助服务中心（CMS）前首席医疗官Sean Tunis如是说。“就建立在下一代基因测序基础上靶基因板的医保覆盖事宜达成一致，无异于向出台与临床基因组学相匹配的更具全面性和前瞻性的医疗政策迈出具有里程碑式意义的第一步。”

CMTP报告显示，将多部基因检测相关指南整合为一困难重重。一方面，尽管业界对下一代基因测序的临床有效性和结果解析仍存质疑声，但不少医保付费者仍表示对聚焦于基因测序检测临床应用规范问题的磋商深表关注。另一方面，鉴于当前缺乏充实的临床应用实证，即便是已问世多年的基因和基因组检测方法，医保覆盖依旧难尽如人意。

对于单次测序，下一代基因测序不仅可实现大基因组区域、高基因通量和（或）可观样本数检测，而且较传统技术更显有效性、成本效益比和敏感性优势。不无遗憾的是，迄今基因测序板所提供基因变异信息的确切临床价值并未尽知，暂无力改变现有临床干预决策成为不争的事实。

人们有关下一代基因测序临床应用标准化的探讨顺而转向全力填补特定临床疾病的个体变异或基因突变的证据空白，而非直接解决大量涉及如何评估以下一代基因测序为基础，能同时分析多种不同基因变异技术的临床获益和风险。

此次颁布指南的要点包括：对患者而言，覆盖5～50基因数的下一代基因测序试剂盒被视为标准医疗服务项目并为临床必需，医保可予付费；参照美国病理学家学会认证计划和能力验证标准，保障下一代基因测序的分析效度；在特殊医疗需求情况下，医保可对更趋高通量和更全面的下一代基因测序癌症试剂盒实行预授权付费；各项建议旨在激励实验室与临床实现数据分享，提升患者的临床试验和注册研究参与度，着力支撑精心策划的数据宝库以及诸如医学证据联盟、美国临床肿瘤学会TAPUR试验等临床研究项目。

篇5

关键词：蛋白质组学；蛋白质组学技术体系

中图分类号：Q753

文献标识码：A

文章编号：1672－979X(2010)5－0207－04

21世纪是生物技术和信息技术的世纪。随着人类基因组测序计划的完成，功能基因组学逐渐成为新的研究热点，研究蛋白质组学是功能基因组研究的重要组成部分，是生命科学研究进入后基因组时代的里程碑，也是后基因组时代研究的核心内容之一。

1　蛋白质组与基因组――从基因组到蛋白质组的转变

基因组用于描述生物的全部基因和染色体组成。基因组学包括结构基因组学和功能基因组学两方面的内容。

随着研究的深入，人们认识到单纯基因组信息不能完全揭示生命的奥秘。基因是遗传信息的携带者，蛋白质才是生理功能的执行者和生命活动的直接体现者。几乎所有的生理和病理过程都能引起蛋白质相应的变化，研究蛋白质结构和功能将直接阐明生物体在不同生理或病理条件下的变化机制。由此产生了蛋白质组学(protemics)。在后基因组时代，生命科学的中心任务将是阐明基因组所表达蛋白质的表达规律和生物功能。生命科学的研究重心将从基因组学移向蛋白质组学。

2　蛋白质组学的研究内容

蛋白质组学研究的内容主要有结构蛋白质组学和功能蛋白质组学两方面。结构蛋白质组学主要是研究蛋白质表达模式，功能蛋白质组学主要是研究蛋白质功能模式，目前的研究主要集中在蛋白质组相互作用网络关系上。

目前蛋白质组学又出现了新的研究趋势：(1)亚细胞蛋白质组学分离、鉴定不同生理状态下亚细胞蛋白质的表达，这对全面了解细胞功能有重要意义；(2)定量蛋白质组学精确的定量分析和鉴定一个基因组表达的所有蛋白质已成为当前研究的热点；(3)磷酸化蛋白质组学蛋白质磷酸化和去磷酸化调节几乎所有的生命活动过程。蛋白质组学的方法可以从整体上观察细胞或组织中蛋白质磷酸化的状态及其变化；(4)糖基化蛋白质组学可用于确定糖蛋白特异性结合位点中多糖所处的不同位置。近来在蛋白质组学背景下进行的糖生物学研究已取得了可喜的进展；(5)相互作用蛋白质组学通过各种先进技术研究蛋白质之间的相互作用，绘制某个体系蛋白质作用的图谱。

3　蛋白质组学研究技术

蛋白质组学的发展，既是技术推动又受技术限制。蛋白质组学研究成功与否，很大程度上取决于技术方法水平的高低。蛋白质组学的蓬勃发展主要得益于三大技术突破：固相化pH梯度胶条即IPG胶条的发明和完善；两种软电离质谱技术的出现：蛋白质双向凝胶电泳图谱数字化和一系列分析软件的问世。当前国际蛋白质组研究技术平台的技术基础和发展趋势有以下几个方面。

3.1蛋白质样品制备技术

样品制备是双向电泳成功的关键之一。选择合适的样品制备方法对获得满意的双向电泳图谱非常重要。不同来源的样品有不同的处理方法。目前常用的样品处理技术有液相等电聚焦、亚细胞分级、吸附色谱、连续多步提取方法等。

激光捕获显微切割技术是上世纪末期发展起来的新技术。利用激光切割组织，能高效地从复合组织异性地分离出单个细胞或单一类型细胞群，显著提高样本的均一性。

3.2蛋白质分离技术

3.2.1双向凝胶电泳(2-DE)　其原理是根据蛋白质的等电点和相对分子质量来分离蛋白质。近年双向电泳技术的蛋白质分离分辨率和重复性显著提高。尤其是差异荧光显示凝胶电泳(DIGE)技术，将蛋白质样品经不同的荧光染料CYPRO Ruby(Cy2、Cy3、Cy5)标记后，等量混合双向电泳，蛋白量差异可通过蛋白点荧光信号间的不同比率分辨。此法灵敏度高，所需样品量少，一张胶可同时分析3个样品，减少了工作量，重复性显著提高。目前该技术已得到了广泛应用。

3.2.2高效液相色谱技术(HPLC)　2D-LCO口串联HPLC也是分析蛋白质组学最有效的工具之一。其基本原理是先进行第一向分子筛柱层析，按蛋白质相对分子质量大小分离。从柱上流出的蛋白峰自动进入第二向层析进一步分离，第二向层析通常是利用蛋白质表面疏水性质进行反相柱层析。

3.2.3毛细管电泳(CE)　在高电场强度作用下，按相对分子质量、电荷、电泳迁移率等差异有效分离毛细管中的待测样品。CE分辨率高，分离速度快且易于和ESI-MS实现在线连接，在蛋白质分析中应用的极为广泛。与2-DE比较，CE可在线自动分析蛋白质的分离，并可分析相对分子质量范围不适于2-DE的样品。缺点是复杂样品分离不完全。

3.3蛋白质定量分析

蛋白质组研究中，以2-DE为基础的蛋白质定量方法大致有考马斯亮蓝染色法、银染法、负染法、荧光染色法和放射性同位素标记法等。其中，考马斯亮蓝染色法和银染法是最常用的定量手段，操作简单易行，而且能很好地与质谱鉴定匹配，但灵敏度较低，检测下限为0.2～0.5g，背景较高。

银染的优点是灵敏度高，可染出蛋白质量1ng／点，但与蛋白质量的线性关系不如考马斯亮蓝染色法，且对质谱鉴定影响较大。

负染方法简单快速，但是，其重复性依赖于许多物理化学因素，例如染色液的pH，胶中阴离子浓度、温度等，所以不能作为一种通用方法。

荧光染色法的灵敏度与银染相似但速度快得多，且不需要固定蛋白质。这为后续的蛋白酶解或印迹带来很大方便。此外，荧光染色的线性范围较宽，定量结果较可靠。

在所有的染色方法中，最灵敏的是同位素标记法，20×10-6量的标记蛋白就可通过其荧光或磷光的强度测定。但此方法易污染，易对人体产生伤害，操作也不方便，一般不采用。

3.4蛋白质的鉴定

3.4.1氨基酸组成分析此法可提供蛋白质一级结构信息，耗资低，但速度较慢。所需蛋白质或肽的量较大，在超微量分析中受到限制；且存在酸性水解不彻底或部分降解而致氨基酸变异的缺点，故应结合蛋白质的其它属性鉴定。

3.4.2 C-端或N-端氨基酸序列分析常用Edman降解法测定蛋白质N－端氨基酸序列。常用羧肽酶法、化学降解法测定蛋白质C-端氨基酸序列。目前均可用自动测序仪。

3.4.3质谱能清楚地鉴定蛋白质并准确测量肽和蛋白质的相对分子质量、氨基酸序列及翻译后的修饰，因灵敏度高、速度快、易自动化，已成为蛋白质组研究中主要的蛋白质鉴定技术。

质谱技术的基本原理基于：带电粒子在磁场或电场中运动的轨迹和速度依粒子质量与携带电荷比的不同而变

化，可据此判断粒子的质量和特性。目前常用的质谱仪有气相色谱－质谱仪(GC－MS)：液质联用质谱仪(LC－MS)；电喷雾电离串联质谱仪(ESI－MS－MS)；液相色谱－电喷雾离子化质谱仪(LC－ESI－MS)；基质辅助的激光解吸飞行时间质谱仪(MALDI－TOF－MS)等。其中MALDI－TOF－MS和ESI－MS－MS是简单高效且灵敏的方法，是目前蛋白质组学研究中应用最广泛的生物质谱仪。

3.4.3.1肽质量指纹图谱法鉴定蛋白质在蛋白质数据库中检索实验获得的肽质量指纹图谱，根据肽段匹配率和蛋白质序列覆盖率寻找具有相似肽指纹图谱(PMF)的蛋白质，就可以初步完成蛋白质鉴定。

当前测定蛋白质的肽质量指纹图谱，常用的质谱仪为MALDI－TOF－MS，精度可达0.1个质量单位，灵敏度可以达到分解亚皮摩尔量的蛋白质，并且分析时间极短，适于蛋白质的高通量鉴定。

3.4.3.2质谱测肽序列信息鉴定蛋白质为进一步鉴定蛋白质，可将液相中的肽段经电喷雾电离后进入串联质谱，肽链中的肽键断裂，形成N－端和C－端碎片离子系列。根据肽片段的断裂规律综合分析这些碎片离子系列，可得出肽段的氨基酸序列，联合肽片段的相对分子质量和肽段的序列信息，就足以鉴定一个蛋白质。

表面增强激光解吸电离－飞行时间－质谱(SELDI－TOF－MS)是在MALDI－TOF－MS基础上进一步改进的质谱技术。它通过表面选择性吸附大大降低了样品蛋白质的复杂性，而又能同时分析多样品、多蛋白质，具有分析速度快、简便易行、样品用量少和高通量等特点。

3.4.4同位素标记亲和标签(ICAT)　这是应用MALDI－ToF和LC－MS／MS表达蛋白质差异的定量分析技术。其优点是可以直接测试混合样品而不需分离，能迅速定性和定量鉴定低丰度蛋白质，但也存在特异性吸附、不可逆吸附和容量低等缺点。

3.4.5iTRAQ　iTRAQ试剂是在ICAT基础上发展起来的氨基反应试剂，可标记四重样品，以便用串联质谱仪比较分析丰度。Hirsch等利用iTRAQ-MS／MS研究大鼠肝脏局部热缺血处理后Kuppfer细胞内蛋白质的变化，获得了总计1559种蛋白质的定量比较数据。

3.4.6蛋白质芯片技术这是用于分析蛋白质功能及相互作用的生物芯片。待分析样品中的生物分子与蛋白质芯片的探针分子杂交或相互作用或用其他分离方式分离后，用激光共聚焦显微扫描仪检测和分析杂交信号，从而实现高通量检测多肽、蛋白质及其他生物成分的活性、种类和相互作用。此技术快速、操作简便、样品用量少，可平行检测多个样品，可直接检测不经处理的各种体液和分泌物等。在蛋白质组学研究中较目前用的常规方法有明显优势。

3.5蛋白质之间的相互作用技术

蛋白质之间相互作用是细胞生命活动的基础和特征。目前主要的研究方法有以下几种。

3.5.1酵母双杂交系统这是在真核模式生物酵母中进行的，灵敏度很高。目前此技术不但可用于体内检验蛋白质之间，蛋白质与小分子肽、DNA、RNA之间的相互作用，而且能用于发现新的功能蛋白质，研究蛋白质的功能，对于认识蛋白质组特定代谢途径中的蛋白质相互作用关系网络发挥了重要作用。

这种技术可用于研究大量蛋白质间的相互作用，易自动化、高通量，但存在假阳性和假阴性现象。酵母双杂交系统提供的蛋白质之间可能的相互作用信息，还需通过进一步的生物化学实验确定和排除。

3.5.2噬菌体展示技术主要是在编码噬菌体外壳蛋白质基因上连接一单克隆抗体基因序列。噬菌体生长时表面会表达出相应单抗，噬菌体过柱时，如柱上含有目的蛋白质，则可特异性地结合相应抗体。该技术具有高通量及简便的特点，与酵母双杂交技术互为补充，弥补了酵母双杂交技术的一些限制。缺陷是噬菌体文库中的编码蛋白均为融合蛋白，可能改变天然蛋白质的结构和功能，体外检测的相互作用可能与体内不符。

3.5.3串联亲和纯化(TAP)

利用一种经过特殊设计的蛋白标签，经过两步连续亲和纯化，获得更接近自然状态的特定蛋白复合物。TAP技术可在低浓度下富集目的蛋白，得到的产物可用于活性检测及结构分析。因其高特异性和选择性可减小复杂蛋白质组分离的复杂性。

TAP技术的开发是研究蛋白质相互作用方法学上的巨大突破。该方法集成了经典的亲和纯化和免疫共沉淀两种技术的优点，可快速得到生理条件下与目标蛋白真实相互作用蛋白质的特点。这些分离技术与2－DE相互补充或不同分离模式组合，将成为蛋白质组学高通量分析的重要工具。

3.5.4表面等离子共振技术(SPR)　为研究蛋白质之间相互作用的全新手段。典型代表是瑞典BIACORE的单元蛋白质芯片。SPR技术的特点是检测快速、安全，不需标记物或染料，灵敏度高。除用于检测蛋白质之间的相互作用外，还可用于检测蛋白质与核酸及其他生物大分子之间的相互作用，并且能实时监测整个反应过程。因此，SPR技术在检测生物大分子特异性相互作用上比传统方法更具优势。

3.6生物信息学分析

生物信息学是蛋白质组学研究不可或缺的研究方法。蛋白质组学研究任一物种的基因组编码的全套蛋白质，通常是高通量的，在预测和结构分析蛋白质功能时，生物信息学就成为蛋白质组学研究的核心技术之一。数据库是生物信息学的主要内容，各种数据库几乎覆盖了生命科学的各领域，建立与开发蛋白质组数据库和分析软件是蛋白质组定性和定量分析的重要基础。Mascot，Expasy，PeptideSearch和ProteinProspector等是目前蛋白质组学中常用的检索数据库。

篇6

关键词：基因工程；教学改革；探索

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0119-02

基因工程又称为基因拼接或者DNA重组技术，是将一种生物体（供体）的基因与载体在体外进行拼接重组，然后转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性状的DNA体外操作程序。1972年美国人Berg在基因工程基础研究方面做出了突出贡献，被公认为“基因工程之父”。1973年美国人Cohen等用核酸限制性内切酶EcoRI，首次基因重组成功。近些年来，基因工程的新概念、新理论及新技术不断涌现，内容也在不断丰富与充实，已广泛应用于生命科学的各个领域[1，2]。21世纪以来，基因组学已进入功能基因组学时代，对基因功能的研究是生物技术发展的新方向，体现了基因工程的重要价值所在。基因工程学作为当代生命科学研究领域最具生命力、最引人关注的前沿学科之一，已经发展成为现代分子生物学、技术学的核心内容，其课程质量的好坏直接关系学生的专业素质和创新能力的培养。作者所在学院（浙江海洋学院海洋科学与技术学院）于2007年新增了生物技术专业，同时开设了基因工程课程。为了不断提高该课程的教学水平，笔者结合这几年的教学经验以及兄弟院校相关课程的授课经验，努力充实教学内容，不断更新教学手段，对基因工程课程的教学体系进行了探索式改革。

一、教学内容

1.不断更新教学内容，突出实用性。基因工程理论作为一种专业性很强的课程，需在学生有一定生物学知识的基础上教学。在浙江海洋学院本课程于大三下学期开课，在此之前学生已修完细胞生物学、分子生物学、遗传学等生物学基础课程，具备了较完整的理论知识体系，在此基础上开展教学，有利于学生对知识的理解和掌握。基因工程作为一种技术性很强的课程，与上述生物学基础课程关系密切，同时与酶工程、蛋白质工程、细胞工程等学科紧密联系，存在一定的内容重复。在教学过程中，对于此类重复，或一笔带过，点到为主，或采用实例对重要知识加以巩固，尽量避免重复，突出课程特色。教材是提高教学质量的重要环节，浙江海洋学院第一次即2010年选用的《基因工程》教材由高等教育出版社出版，孙明教授主编。该教材内容全面翔实、章节清晰，对基因工程的原理、策略和技术方法均有系统介绍，具有很强的理论性和前瞻性。但是其内容较多，很多内容对于二本院校本科生来讲过于深奥、难以理解，学生也反映该教材较难，建议选其他较易理解的教材。结合该院校是二本院校的实际，笔者从2011年开始使用袁鹜洲主编，化学工业出版社出版的《基因工程》，属普通高等教育规划教材。本教材为国家精品课程教材，主要介绍了基因工程的基本概念、基本原理、常用基因工程操作技术以及基因工程与功能基因组学相结合的技术应用进展。主要内容包括三大块。一是基因工程的基本原理与基本技术，包括工具酶和克隆载体。表达载体及常用的基因表达系统，目的基因获取、制备、扩增、导入与鉴定的各种方法。二是基因工程在功能基因组学研究中的应用，包括基因表达谱的研究技术，全基因组化学诱变、转座子饱和诱变的技术，基因敲除与基因敲减的技术，GAL4/UAS过表达系统，酵母双杂交及免疫共沉淀等蛋白质相互作用研究的技术等。三是基因工程在工农业生产中的应用，包括转基因植物、转基因动物的制备与应用，基因治疗的原理与策略以及基因工程药物的研制与现状等。该教材内容清晰易懂，实例举证充分，且涉及基因工程在实际生产中的应用，在一定程度上可以提高学生的学习兴趣。使用该教材3年来，目前感觉学生反映较好，适合该校学生使用。

2.引领学生了解前沿动态。基因工程作为一门前沿学科，发展速度快，内容日新月异。我们常用教材多侧重原理、基础等理论知识，且更新速度始终落后于基因工程技术本身的发展速度。现代学生思维活跃，求知欲强。为了充分满足学生的求知欲和好奇心，在基因工程教学过程中，尽可能地添加一些新成果、新理论和新技术[3]，如：生物能源，基因工程疫苗的开发，基因治疗等，并结合自己在国外实验室所学向同学们展示最新技术与相关研究进展。基因工程的新技术多发表于Science、Nature、Cell等顶尖杂志，在教学过程中，对于发表的经典新成果，尝试让学生自己阅读、分段翻译、小组讨论，增加对新知识的了解[3]。一些重要的生命科学论坛，如：生物谷、丁香园、小木虫等是生命科学领域研究人员交流学习的地方，而知识的碰撞最容易产生科学的火花。因此，鼓励学生浏览这些论坛，并参与讨论，增强学习兴趣。另外，也鼓励他们加入相关的QQ群，比如转基因群、生物信息群，增加同业交流，为自己拓宽理论知识和解决实际技术问题，同时也为今后从事的相关工作打下坚实基础。

二、教学手段和教学方法多元化

不像动物学、植物学可以直观地看到实物，基因工程内容抽象，多涉及细胞、分子等微观内容，且高新技术多，操作流程长，如果仅仅采用文字和语言表述，难以讲授明白，学生学起来也比较晦涩难懂[4]。因此，需要运用多种教学方法，使概念、原理讲得通俗易懂，学生理解起来就更容易。

1.多媒体教学的应用。目前，大部分高校已广泛采用多媒体教学。在基因工程多媒体教学过程中，改变原来单纯的文字、图片等内容，不断尝试加入一些声音、录像、动画等信息，使课堂图文并茂、有声有色、栩栩如生，便于学生理解并强化记忆。如在讲解“PCR反应”一节中，自己录取了PCR的准备、操作以及电泳检测等全套过程，老师讲得省心，同学们听得舒心，极大提高了基因工程课程的教学效果。

2.小组讨论式教学。有价值的讨论是促进学生开动脑筋、举一反三、加深认识的有效手段。在遇到抽象内容时，讲解完毕后，鼓励学生分组讨论，并选出一名组长上讲台以PPT的形式汇报本小组的学习心得，组长实行轮换制。下面的同学给汇报的小组分别从以下几方面打分：汇报PPT的表现，制作PPT的质量，所讲内容的条理性、创新性以及讲解能力。通过此手段，极大调动了学生的学习积极性。例如，可引导学生讨论以下专题：①转基因动物；②中国的转基因水稻；③基因工程产品的安全性；④基因治疗。

三、改革实验教学、科研项目与课程教学相结合

本校基因工程实验是在大三结束后的暑假短学期开展的，共16学时，这时学生已上完基因工程理论课，具备了实验操作的相关理论知识。实验内容至关重要，是理论知识的综合运用。那么如何选择实验内容呢？这一点比较关键。授课教师多具有博士学位，承担着较高水平的科学研究工作。在基因工程教学过程中，尝试将实验内容和教师的科研项目相结合，让学生自主参与到科研项目的研究中。学生可根据教师的科研项目自主确定实验课程内容，从实验内容的选择，到实验方案的设计、试剂的购置、实验步骤的进行等都由学生自主完成，老师在此过程中起指导作用。笔者将课题“曼氏无针乌贼微卫星富集文库的构建”分解成几个小实验，包括PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳、限制性内切酶酶切反应、载体连接、感受态细胞的制备及转化、蓝白斑筛选与鉴定、测序、序列分析和引物设计等，指导学生进行整个流程实验，使其知识更具有系统性、完整性。此外，还可鼓励学生申报省级或校级的大学生创新项目，由笔者指导的“转基因绿色荧光观赏鱼开发技术探索”以及“青鱼β-actin基因的启动子功能初步检验”分别获得省级可喜奖项，这个实验培养了学生的创新能力及今后独立从事科研的能力。

四、试探采用双语教学

现代高素质专业人才不仅要具备高水平的专业知识，还应具备高水平的专业外语阅读与写作能力。为适应学科发展趋势，并扩充学生的英语专业词汇，培养英语思维模式，在基因工程教学过程汇总尝试进行双语教学[5]。在教学上，以中文课件为主，主要的专业词汇用英文标注，时而用英文讲解，尽量创造双语教学环境。并且鼓励学生借阅相关的英文教材，例如，在国际上使用广泛，权威性和时代感强的英文教材《Principles of gene manipulation and genomics》（7th ed）作为教学参考书。

简而言之，经过几年的努力工作，浙江海洋学院在基因工程课程的教学内容方面进行了优化，改进了教学方法与手段，培养了实验设计能力和创新意识，拓展了他们的知识面，取得了不错的效果。然而，课程教学改革是一项系统工程，目前还处于探索和实践阶段，必须坚持不断地探索、实践、总结，最好建立一支教学团队，希望把基因工程课程教学改革工作开展得更有效果，为国家输送更多高素质的专业人才。

参考文献：

[1]孙明.基因工程[M].北京：高等教育出版社，2006：1-6.

[2]李立家，肖庚富.基因工程[M].北京：科学出版社，2004：1-8.

[3]张传博，李莉，耿红卫.基因工程课程教学改进与实践[J].安徽农业科学，2013，（04）.

篇7

关键词：元神；基因组；个人模式；整体；中医心理学

中图分类号：R229

文献标识码：A

文章编号：1673-7717(2008)03-0624-03

Discussion on Biotic Mechanism of TCM Psychology

BI Jing-feng1，LIU Jia-qiang2，WANG Mi-qu2

(1.Shandong Univesity of Chinese Medicine，Jinan 250014，Shandong，China；

2.Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu 610075，Sichuan，China)

Abstract：The psychic noumenon is the whole of congenital Shen and the personality frame ，the research of TCM psychology does not depart from noumenon . The personality frame is result of society and education . The development of TCM psychology can be obtained by combining with modern biology and psychology.

Keywords：congenital Shen；genome；personality frame；whole；TCM psychology

自从王米渠先生1980年在《成都中医学院学报》发表“中医心理学说初谈”后，中医心理学研究已经有20多年了，其中有各位名家的大量著作和，中医心理学已经取得了引人瞩目的成就。而现代生物学已经发展到功能基因组阶段，对生命现象的揭示已经由还原论发展到整体观。中医心理学是中医研究心理因素在防治疾病规律和研究中医认识事物的“心法”中，发展起来的一门新兴学科[1]，但是中医心理学的发展也不能离开心理本体的生物研究，心理因素的变化是与心之本体是无法分开的，因此研究心之本体的生物学的基础是可以给予中医心理学一些有意义的启示的。本文拟从意识、心理的生物基础结合中医的基本理论做一些探讨。

1 意识的含义

意识一词，为佛教传入中国后出现的。在此之前，我国古代称之为心、神，泛指高级神经活动。现在意识一词正被很多学科所采用，但各学科对意识一词都有自己的理解。 辩证唯物主义哲学：意识主要指人的主观世界的一切心理活动的总和，包括意志、思念、认识等。它和客观存在相对立。意识是大脑皮层的产物又是社会的产物，是对客观存在的反映。心理学：认为意识是整个心理活动的总和，心理活动指情绪、情志、性格、思维、记忆、能力等，包括生理反射层、感知层、意识层、本体意识层(也叫潜意识)。西医认为意识是人的觉醒状态及能识别处理人与周围环境的关系的功能。古代中医讲意识指整个思维活动，包括人对外界的感知、反映和思维。佛教：意和识具有不同含义，“意”指人思量或思考事物；“识”指分辨、区别、明了事物；而意与识都是心的功能，是心境作用的体现。心、意、识三者虽有区别，但又是一体。道教：不见诸道家典籍，与其相类者，有元神、识神、真意。

《黄帝内经・灵枢・本神》曰：“所以任物者谓之心(反映事物的功能在心)；心有所忆谓之意(心中对过去事物的回忆叫意)；意有所存谓之志(回忆过去，把它保存在心里并贯彻下去叫志)；因志而存变谓之思(由这个念头，随之发生变化叫思，即思考)；因思而远慕谓之虑(思再向周围扩展，又细又广阔叫做虑。粗为思，细为虑)；因虑而处物谓之智(经过考虑以后再处理事物叫智)”因此，古医家认为思维活动包括心、意、志、思、虑、智6个层次，这6个层次在现在都可称之为意念或意识活动。

2 形神学说

“形”“神”指的是形体和精神。人的生命整体，可以分为物质之体与精神之用，形与神相即相须，不能分离，是辩证的统一。神有3个基本含义：(1)反映整个生命存在状态的活动表现(包括代表生长壮己老、脏腑气血运动变化的现象)，这是广义之神；(2)主宰人体生命活动、产生思维活动的灵明神气，这是狭义之神；(3)灵明神气所具有的意识心理活动，这是狭义之神的功能活动。中医心理学主要研究的是狭义之神及其功能活动。广义之神的主体和集中表现仍然是狭义之神。

元神，或者叫本性，是由以心为主的五脏之气升华而成，是更精细的五脏之气。元神是人体的宏观调控系统。古人把人的思维、情感、知觉等精神心理活动归附于心，意志、情感归附于五脏，五脏六腑又总归于心来统率。元神之府在于脑，没有脑就不会有元神的存在，正是由于神经细胞的相互联系才形成了脑，形成了元神。脑又通过激素和神经纤维和五脏六腑、周身联系组成了一个统一整体。脑细胞的物理、化学变化不等于人的意识活动。元神是整体的功能，在整体作用下完成了神经细胞的功能活动。识神是意识心理思维活动，是元神的活动内容和活动过程。

3 元神是物质的意识也是物质的

意识就是大脑的“产物”、大脑的“内部状态”。神经系统是人的“元神”功能的实体物质基础，是由心之神为主结合其他脏腑之神志上升而形成的；在形成完整的神经系统的过程中，是古猿经过劳动和社会交往所逐渐形成的。进化是整体的，是神和实体物质的进化发展。人的大脑是生理建构和文化建构的统一而成的整体。一方面，人类的文化建构的活动与发展必须符合生理建构整体的特性，另一方面文化建构对生理建构具有能动的反作用，促进生理建构的演变，从而促进文化建构的进化与发展[2]。人的大脑的生理建构和文化建构矛盾运动构成了从古猿到人的进化和人的继续发展。这是进化论在分子上的统一体现“神”的本质及其功能是先贤所没有完全讲的，中医学只有结合基因组学和信息学技术，意识活动的整体的微观的生理本质、分子运动机制才可以揭示出来。这样，中医学体系可以在更高更深的层次再次论证人的形神统一观点的正确性。

一切物质都具有反映的特性，意识正是物质的反映特性从简单生命体的刺激感应性到动物的感觉心理以至在人体这个高级生命体上整体的表现，是神经系统整体功能的体现。利用中医学整体思想结合现代信息科学技术以及基因组学，可以从整体的角度真正解译意识奥秘的有力工具。大脑细胞中含有超过其他体细胞的核糖核酸，而大脑又是以信息的接收、处理和发放等的信息代谢为主的，人类所接收的信息就很可能存储在这些物质的排列中(人的特定模式与RNA的某种比较固定排列有关)；脑基因整体的结构与功能构成了人脑基因组的生理建构整体的结构与功能，这与元神很有关系(这不是元神本身)。元神与脑细胞内的基因组非常相关，与脑细胞的基因靶点组成的网络结构很有关系。文化建构构成了人的特定模式：性格或者体质。文化建构与生理建构可以比拟为RNA与DNA的关系，这仅仅是比拟。RNA的某种排列影响DNA的功能，影响基因的功能，但是DNA是起着主要的支配作用。文化建构发生了某些变化则影响基因组功能的发挥，通过激素又影响了身体五脏六腑的某些变化。文化建构的整体变化从分子生物学的角度上讲是可以造成核内某些功能基因组的某些变化，从而影响生理建构。

4 元神与意识

意识是元神的运动形式，是元神的这种特殊物质的活动状态，是元神内部的运动内容及其运动过程。它来源于对人体生命过程中 的内外环境的各种有关信息(社会的、自然的、人体生命的)的反映，并通过一定渠道主宰着人的生命活动。意识是物质的，是不同于一般物质存在形式的特殊物质形式，是建立在人的大脑皮层这种特殊物质结构基础上的特殊物质运动形式，产生于大脑，从属于大脑，又须臾不能脱离人脑，它不是实体性物质。在人的不同生命阶段(或层次)，意识活动的内容、表现也不同。如婴幼儿，虽然还不会说话，还不会运用概念，但元神可以发放指挥形体运动的指令，并且也有了感觉分析的功能。这时期的意识活动是以感觉、运动的有关信息为主要内容的。幼年儿童的意识活动则可完整地反映事物的形象，即通常说的“形象思维”。成年人则是运用概念进行思考，即通常说的“逻辑思维”。

元神和神经系统的关系、元神的上述体性是由神经系统的神经细胞的功能特性决定的。神经细胞有异于一般的生物细胞，它在自身的新陈代谢过程中，不仅有一般生物细胞的吸收、排泄实体物质(如水合离子、分子、有机分子)的功能，而且加强了接收和发放以能量为载体的信息的功能。这就使神经细胞具有了更广泛和外界联系的渠道和内容，而且这种功能随着神经系统的进化而不断完善。任何实在物体都是该物的气的有形的凝聚态，在其周围还有稀疏的弥散气。鉴于此，当神经细胞密集到一定程度时，各神经细胞周围的元气就互相渗透，混融连结成一个整体。这个整体既受神经细胞变化的影响，也可以反作用于神经细胞。动物进化到人，神经系统高度发达，而且有了精密的分工，从而使得神经细胞接收、发放能量和信息的功能进一步增强。众多神经细胞周围的气连成的整体也极大限度地增强，功能也发生了极大变化，它不仅可以反映外界事物，而且可以反映自身内部的种种变化。

5 元神的变化

人的本质就是人的社会性，人从社会交流中形成，人的自我的参照系统是社会的产物。人与社会是一整体，是古猿在社会交流中形成促进了元神的形成、促进了意识的形成。在后天生活中，人从社会中接受了信息，形成个人的意识的参照系统，也是个人的行为、性格等的模式。个人的意识的参照系统是客观世界的各种特性，经由人体各种感受功能内化到神中的某种时空建构，它是意识活动的内在规定性的系统模式，是人的主观世界中度量各种事物的量度模式，是认知、判别事物于指导行为的依据。人的一切思维活动都是在这个个人的意识的参照系统这个背景中进行的。个人的自我模式是在人和客观反复接触的实践中，在感觉器官感知客观世界的过程中，通过成人的语言灌输逐步建立起来的。语言和意识的建立是紧密相关的，它们经历了一个由简单到复杂的发展过程(该过程在种族发生史上，是经过漫长的劳动过程逐步完成的)。

6 元神和参照系统互相影响

婴儿的元神是白净的，但是元神一旦形成就要发挥作用，于是自然界的各种信息都必然被接受。随着具体事物的信息伴随着一定的能量反复地进入元神，环境中的自然事件、人物、语言、意识等信息从一般到个别、从简单到复杂地逐步内化到元神中，成为人的主观世界的内容。当内化的信息达到一定程度后，气聚而成形，聚成实体促使脑神经细胞变化，从而固定下来。这些固定下来的信息内容成为了认知客观事物的模板，而且将成为新映入的各种信息的背景。元神是意识活动的最基础的调控系统，参照系统是个人的个性调控模式，二者形成了后天的人的元神系统。元神的功能活动就是意识心理等思维活动。在元神系统中，在神经细胞的相互联系中完成了整体――元神，在元神完成后又对自身各个分系统起着统率作用，对自身接受外界信息、处理信息起着主宰作用，在社会环境中完成了自我参照系统，在元神和参照系统的相互作用中并形成了后天生活的人：自我。自我是先天与后天的统一[2]。

7 意识心理活动

意识作为元神的运动内容和运动过程，对神自身也是又影响的，对神自身的影响又可以作用到周身，在一定程度上使自身发生变化。良好的和向上的精神状态有益于文化建构的整体性以及基因组功能的发挥和身体整体性的提高，而不好的精神状态则相反。这样的例子在生活和临床上举不胜举。

意识活动包括记忆、思考、情绪以及指令的形成，现代心理学对这些意识活动多从其形式及其引起的各种变化来研究和阐述的，没有接触到意识活动的本身的实质。《素问・五运行大论》所说：“肝在志为怒、脾在志为思、肺在志为忧、肾在志为恐”，是五脏所属五志，据此可以划定后天的参照系统对元神功能的影响划分为七志。情绪是由某种刺激引起的个体自觉的心理失衡状态，并通过表情表现出来，通常以快乐、愤怒、恐惧、悲哀为基本表现形式，在情绪状态下，不仅有主观的心理变化的感受，并且伴有个体的生理变化。气一而动志，志一也可以动气，就是指心理与身体的相互影响。

8 中医心理学某些现象的生物解释

道德和良心是意识活动、心理活动最根本的基础，在这之上才是各种思维、意识、情绪等。人的意识的理想发展是中和之性。自我是什么，道德在人的本性的本质是什么，良心的本质是什么，都需要结合心理学去探讨。

人的性格行为的本源来源于元神的功能，这也是中和的中，而和为元神功能作用的自然状态。后天的参照系统是个人体质与后天所受教育、文化环境影响的辩证统一。而这种模式也不是一成不变的，在后天的生活中可以发生变化，变化的大小根据个人意志和环境所定。

后天的参照系统是在人的成长过程中逐步形成的。人的社会参照系统有一个逐渐成长过程，不是一下子就形成的。体质的成长过程分为胎教─胎儿期(妊娠10月)、变蒸─婴幼儿期(出生后至2岁)、稚阳─儿童期(2～14岁)、成阳─青年期(14～30岁)、盛阳─成年(30～60岁)、衰阳─老年期(60～天年)，是自我和体质的发展变化的统一。

元神是更精细的五脏之气，那么它在与社会的交流中由于社会的影响，意识可能产生偏颇(参照系统出现了不和谐因素)，进而影响体质(元神本身是不会发生变化，元神只是功能性的)。据阴阳气多少及五行属性的性质类分人的性格体质为太阳─火形人，少阳─金形人，阴阳和平─土形人，少阴─木形人，太阴─水形人。这是人的意识构型和体质的整体表现。

9 结 论

马克思指出：“人的本质并不是单个人的抽象物，实际上，它是一切社会关系的总和。”又说：“人这个种属的类特性恰恰是自由的自觉的活动。”人不但是自然的人，更是社会的人，人的本质实际上就是人的社会关系内化到参照系后引发的各种生命活动，这种活动的类特性是有了自我的自由而自觉的活动。而这一切都与道德有直接的关联。道德是意识活动中较深层次的活动，道德是人的类特性的内在根据。

元神成于阴阳、五行，但是又等同于阴阳、五行，它是一个整体，是“一”，心理的中医研究不应该仅从阴阳入手，更应该考虑心理的本身―人的元神和心理活动的背景―社会。研究人的心理，不但要研究人的心理自身的形成、运动机理，更重要的是把人放到社会中，在社会中考察人的心理成的各种变化。也可以结合现代分子生物学、神经生物学、基因组学等，在分子基础上认识人的神和人的意识的生理本质。中医心理学不但要在传统中医里继承和探索，更应该结合现代社会科学和自然科学进行探索。

参考文献

[1]刘家强.中医基因组学的建立考释[J].中医药学刊，2004，22(9)：1667-1669.

篇8

米歇尔希望能有一个医学的水晶球，这个水晶球能看透她的身体，预见她未来的健康状况，她能看着年幼的女儿茁壮长大。米歇尔希望的事是格林威治医疗专家协会正在做的事，这所康涅狄格州的医学会一直致力于前沿医学研究，其中一项研究就是准确地告诉米歇尔，是什么威胁着她的健康，如何避免它们。

米歇尔先与一位内科医师聊了好几个小时，详谈家族疾病史，之后她做了x线拍片。这两项完成后，医师为她安排了基因测试，看体内会引起乳腺癌和卵巢癌的基因是否有突变。医师随后详细看了米歇尔的胆固醇报告，寻找那些易诱发心脏病的成分。最后测量了她生命液中的炎症标记，以便能推断出她会在未来的十年、二十年还是三十年遭遇心脏病或中风。所有的检查完成后，医生为米歇尔量身定做了属于她的长期健康计划。

这些听起来像一部科幻剧而非现实，不过这种超级特定的健康计划已经成为事实，它被称作个性化医学。个性化医学依托目前最先进的技术，很快美国的各大医院和诊所将能提供这样的个性化医疗服务，人们可以获得完完全全只针对自己一个人的身体、基因、生活习惯所制定出来的健康计划。

斯坦福基因组学与个性化医学中心负责人迈克尔・斯奈德说：“在未来，你将看透你的身体，看穿是什么在威胁着你的健康，并采取正确的行动。”就米歇尔的例子而言，某部分“未来”已经实现了。个性化医学目前在美国预计有2320亿美元的市场潜力，斯坦福大学、杜克大学、哈佛医学院的医疗中心比着赛在研究这个领域，看谁能提供更全面优质的个性化医学定制。

现在唯一的问题是：个性化医学定制将于何日正式？

专属的健康计划

你知道不少能保持健康的原则：每周至少锻炼150分钟，每天保持8小时睡眠，不吃垃圾食品、不酗酒、不抽烟。这些信息你已经从杂志、微博上看到过不少，这些原则都是最常用的标准，它们没有针对性，也没有性别、年龄、种族的区别。

个性化医学让这样的万金油做法显得老套过时，就像IBM文字处理器现在看起来很过时一样。医生们现在能够研读你身体的地图，他们能看清你的基因组，从而得知是什么在威胁你的健康。帮米歇尔做检查的医生史蒂芬・墨菲就说过：“个性化医学会使用各种类型的仪器。”他自己所用到的就包括：基因突变测试；生物标记扫描仪，它能精准地指出某些特定部位血液中的蛋白质；肝酶测试，它能显示一个人新陈代谢的状况，以便推断一个人对药物的吸收程度。这些都不仅仅是实验室科学，已经在现实医学中开始应用。

美国个性化医学联盟主席爱德华・亚伯拉罕说：“将观察到的个体分子信息，与个人生活习惯及家族疾病史结合起来，我们能制定出个人专属的医疗保健方案。”如果一位女性体形偏胖，并且家族有糖尿病遗传，她的医生完全可以制定出针对她个人的疾病预防计划。她可以先做一个生理学测试，精确计算出她每天需要摄入的卡路里。血液测试可以揭示脂肪酸、微量营养元素、激素、蛋白质在她体内的运行状况，根据检测结果判断她应该吃低脂肪还是低碳水化合物的食物。

未来十年内，这类个性化定制医疗服务将在美国的医院和诊所中普遍出现。这个领域的潜力是令人惊讶的，各项针对个性化医学的研究快速、有效地进行着，几乎每个月，科学家都会发现新的疾病特征，开始新的测试并找到新的治疗方法。威尔康奈尔医学院精密医学研究所负责人马克・鲁宾说：“我对这个领域的发展非常乐观，不过也不得不说，这确实是医学的前沿领域，它的出现必定伴随着不少阻碍，也会随之产生不少公开辩论。”

个性化医学定制需要花多少钱？

克利夫兰诊所个性化医疗保健中心负责人凯瑟琳说出了实情：医生能帮病人进行各项个性化测试；科学家能确定人体内的基因排序；病人也能看见自己体内的细胞。只是，这些东西结合起来才能帮到人，目前能独立完成所有测试和分析的医生并不多。

基于基因测试的食谱

假想发现自己携带某种疾病基因，多让人不爽的假想啊！现在再假想你可以通过吃来降低或消除患病风险。营养基因组学是目前个性化医学中最热门的一个领域，致力于研究食物如何影响基因运作，研究前景绝对值得期待。美国血管新生基金会主席威廉・李说：“我们正处在一个新领域的前端，我们开始针对不同的遗传风险搭配相应的饮食选择。”他解释说，如果你的家族有结肠癌疾病史，已经有研究证实绿茶和姜黄能有效降低患病风险，将来的研究必将能提供最佳的预防癌症的食谱。

虽然还有许多研究需要进行，不过可以相信最终医生一定能根据一个简单的血液测试就能为患者制定出个性化的抗疾病食谱。目前的最佳选择是相信已经被科学证实的超级食物，比如羽衣甘蓝和卷心菜不要轻信那些据说是基于基因测试而生产的营养补剂或所谓的减肥食谱，这些噱头很可能只是一种营销手段。

尝新前问自己3个问题

它有什么科学依据？

有些公司所用的技术与实验室里科学家用的确实类似，不过那些并非出自实验室的基因测试，没有接受过美国食品与药物管理监督局的检查。这些基因测试结果也没有与个人生活习惯、家族病史等相结合，即便基因测试结果可靠，也不太可能提供完美的解决方案。

它是否安全？

在美国，商业基因测试受联邦法“临床实验室改进和修正案”的管理和审查，如果某个公司基因测试或基于基因测试的商品没有获得临床实验室改进和修正案的认证，可以直接忽略。另外要注意隐私安全的保护，确保商家不会将你的疾病信息和治疗结果公布到他们的官网中。

你是否能接受基因测试的结果？

当你购买了一种基因测试，测试出来的结果如果只是缺少维生素B，那还好说；可如果测试结果比较严重，比如携带慢性疾病基因，你可能会备受打击。因此在做基因测试前要想清楚，万一测试结果很差劲，你是否能承受。

最理想的状态是，你的医生能完成测试，又能帮你分析测试，还能根据你的情况制定个性化保健方案。不过并非所有的美国医师都能跟上新医学的发展步伐，目前美国的医生中仅有10%懂得做个性化测试和制定个性化保健计划。即便那些最早接触到个性化医学的医生，也需要不少时间来学习这门新技术。杜克大学个性化与精密医学中心的执行主任杰弗里・金斯伯格说：“现在我们接近完善个性化医学的临界点，已经要接近它了，不过还有一些障碍需要突破。不少病人来寻求个性化医疗服务，不过目前的情况是，即便你住的离大型医疗中心很近，也需要等一段时间才能接受到这项服务。”

另一个问题是经费问题，医疗保险涵盖的内容很宽泛，有些会为你买单，但是有些还得你自己来。做基因测试的花费是0.5-1万美元，这笔费用并不包括对基因组做分析。像米歇尔所做的那套精细复杂的测试，如果你没有医疗保险，需要支付25万美元。虽然随着医疗的发展，有些保险公司也在随之变化保险项目，不过保险项目如何变化目前尚不可知。

个人隐私和伦理上的关注也是需要考虑的问题，虽然2008年的联邦法禁止雇主和保险公司因为基因缺陷而拒绝应聘者和保险人，不过也总有人在钻法律的空子，联邦法尚无针对残疾人投保和另类人生保险的保护条款。另外，病人对基因测试结果的接受程度也还待考量，如果病人要求医生深挖身体与中风有关的基因，可医生在测试中发现了帕金森病的隐患，病人是否能接受呢？医生该告诉病人这个结果吗？如果发现了尚不可治愈的疾病该怎么办？还有太多问题有待解决。

目前已经实现的个性化定制

部分美国人开始让他们的私人医生提供个性化保健计划，帮米歇尔做检查的墨菲医生就开始给他的每一位女性顾客做一项新的唾液扫描检查，这项检查能预见非遗传性乳腺癌患病的几率。在美国，以下三个领域的个性化医学已经发展完善。

预见疾病

发现遗传基因中的一些特点能帮你有效预防、推迟或减少疾病的影响。最好的方法是了解你的家族疾病史，这并不是什么高科技，却是最划算也是最重要的一种筛查方式。不过目前遇到的问题是，医疗记录中只有非常少的比例包含有详细的家族疾病史记录，原因是很多医生不愿花太多时间与病人聊他的家族疾病史。实际上应该至少花1小时时间聊这个话题，并做详细记录。

做基因测试也是很好的筛查方式，现在有超过1600种的基因测试，能精准检查出你的身体携带哪些疾病基因，从听力减弱到心脏病包含范围非常广。

药物治疗

个性化医疗的另一个分支是药物基因组学，你可以利用基因测试的结果和遗传学推测出适合你的药物以及剂量。

美国食品与药物监督局的网站上列出了100多个种类的药物，所有这些药物标签上都写着基因药理学的信息。结合医生给你制定的个性化保健方案，比如每次医生看到某个基因药理学信息都给你开血液稀释剂，你便能知道哪些基因药理学信息与你所需要的哪种药物相对应，以及剂量是多少。可别小看这个方法，如果每个接受个性化医疗方案的人都能分析这些信息，每年能将中风事件减少1.7万次，避免43万个急诊治疗。

癌症遗传学

篇9

关键词：高职院校；组学时代；医学检验专业

一、组学时代的概念及其对医学检验专业教学的影响

（一）组学时代的概念

组学时代以对基因组的调控及提示其功能为主要目标，研究的核心问题主要有基因组表达调控、多样性、蛋白质产物的具体功能、模拟各类生物的基因组等内容。组学时代的研究范围能使人们更深入地了解人类基因遗传的构架和功能的关系、人类的个体发育、生长、组织衰老及死亡等。

（二）组学时代对医学检验专业教学的影响

为了人类的健康，国际上建立了人类基因组计划。其中应用的基因组学已经在临床医学中被广泛应用，主要利用其检测某些疾病，从而提前预防。例如，通过对各种染色体的检测诊断遗传疾病；通过对HPV病毒的检测，预防宫颈癌；通过基因检测来指导骨髓的配型；通过乙肝病毒的检测，分析其耐药的突变位点，从而指导用药。可以看出组学时代促进了各类检测技术应用的广泛性。因此，对于医学检验专业的人才有了更高的要求。在高职院校的医学检验专业教学方面，应根据时代的发展、医学检验领域的实际需求，不断提高学生的检验技能及实践能力，使其能够适应未来的工作岗位[1]。

二、组学时代医学检验专业教学实践

（一）提高学生的基本检验技能

医学检验专业的操作项目较多，检查结果的准确性对确定病人治疗方案有直接的影响，因此，教师应在教学过程中逐渐培养学生的基本检验技能。可通过具体的课堂试验，教授学生各种检验的操作方式，同时增加学校实验室的开放时间，为学生提供更多的实践检验操作的机会。在授课过程中，教师可向学生进行针对性地训练，例如，如何观察细菌的形态，寄生虫卵、血细胞的计数等，这都需要学生反复应用显微镜进行观察，同时教师要给予适当的指导。再如，应该反复培养学生对血片制作、配制培养基、使用微量吸管、染色体的操作等仪器设备的使用。当学生操作时，如果产生疑问，教师应及时对其进行指导，同时对学生出现的错误操作进行纠正，不断提高学生的基本检验技能。

（二）针对临床案例展开检验教学

为提高学生的生化检验能力，在教学过程中，可根据具体的临床案例，在教学中合理提出问题，引发学生思考，使其在实践的过程中学习并检验知识。例如，对于临床常见的“肝胆疾病”案例，教师可向学生提出指导性的提问：常见的肝功能检测内容包括哪些？对于胆管堵塞应检查哪些项目？黄疸的鉴别有哪些生化指标等问题，然后让学生分成检测小组，制定具体的检测方案，由教师对不同小组的方案进行点评和优化，确定最终的总方案，接着收集标本，对具体检测项目进行检测。试验结束后，教师指导小组成员对结果进行分析，并使其明确不同的检测指标在临床中的具体意义。通过临床案例，教师展开检验教学，不仅激发了学生对检验教学的学习兴趣，也加深了学生对临床疾病的理解。

（三）采用任务教学，培养学生的检验能力

组学时代下，高职院校的医学检验专业的主要目的是培养学生对各项检验的操作能力。因此，为提高教学质量，教师可通过当前各大医院的检验科室的需求，向学生展开各种实训教学项目。在实训之前，教师先为学生布置任务，并提出完成此任务涉及的检验问题，例如，血常规的检测方式、采集方式、注意事项等。学生根据教师布置的任务，通过查阅资料进行自主学习或合作学习，并按照具体的流程进行实训，如采集标本、运送标本、检测标本、分析结果、废物处理等，然后对化验单进行分析，记录实训的过程和结果[2]。在任务教学过程中，训练的准备工作、操作过程及结果分析都由学生独立完成。同时，若学生在实训过程遇到不理解的问题，还可以通过学生之间互相讨论的形式共同解决，不仅能调动所有学生的积极性，还能培养学生主动探究及合作学习的能力，进而提高其医学检验的能力。

篇10

【关键词】 医学检验；分子生物学；实验室技术与方法；教学方法

随着基因克隆技术趋向成熟和基因测序工作逐步完善，后基因时代逐步到来。在结构基因组学，功能基因组学和环境基因组学蓬勃发展形势下，分子诊断学技术将会取得突破性进展［1］，也给检验医学带来了崭新的领域，为学科发展提供了新的机遇。这种以核酸生化为基础的新技术自发现以来，已逐渐成为医学领域不可缺的最有价值的诊疗手段之一［2］，作为医学检验的最新方法，已广泛应用于检验学科的各领域之中；如PCR技术广泛用于病原微生物感染的检测和某些遗传性疾病的诊断。开设《分子生物学检验技术》课程对检验医学专业学生实验技能有促进作用［3］，因此与时俱进地在检验医学专业开设该课程显得紧迫和必要。

分子生物学技术种类繁多，发展迅速，对于医学本科生阶段来说不可能全部实际操作，事实上也没有必要，关键是要找到一种有效的教学方法。对于医学检验专业本科生我们要以传授分子生物学中和临床检验诊断关系密切的技术为主，改善检验医学专业知识结构，适应新世纪临床检验诊断的需要，同时启发学生对生命科学及疾病诊断研究的热爱［4］。分子生物学实验课与其他实验课有相同之处，又有其明显的特点：实验过程中的现象与结果往往是看不见，摸不着，如何激发学生的学习兴趣，让学生既体会到生命微观世界之奇妙，又认识到分子生物学实验在医学检验的重要性和实用性，使学生获得知识的同时，得到实验技能的全面训练，是我们在分子生物学实验课教学实践中不断努力探索的动力和方向。

1 完善实验课整体设计

根据医学检验本科生教学以及分子生物学技术的特点，结合本校的实际情况编写合适的实验指导书；在教学过程中，优化实验的整体设计，以完整、系统、实用为原则，经典与先进技术相结合，将分子生物学实验课程从整体上设计为一个完整的大实验，实验之间既独立，又相互连贯，前一个实验的结果是下一个实验的材料；同时开设与临床应用较密切的实验项目。如我们在设计遗传多肽性诊断实验时就包括DNA的提取、PCR扩增、限制性酶切、凝胶电泳、结果统计分析等方块。不仅如此，在整个的教学过程中还强调一种总体的设计理念，系统的思维方式，要求学生不仅学会如何去做实验，更要学会如何去设计实验、如何筹备实验，因为他们是未来的医学检验诊断研究人员而非简单的操作人员。对任何一个实验，都要求学生认真分析、领会，掌握其原理，尤其是实验的整体设计思想，逐渐形成一种科学的思维方式，从中吸取其精华，学为己用。而且，通过课外作业的方式让学生们接触更多的、课堂上又无法实际操作的实验技术，这样既拓展了学生的知识面，又增强了他们的自学能力，为真正走进实验室做好技术上和心理上的准备。

2 实验项目及内容的选择

鉴于以上的设计理念，在实验项目及内容上进行了精心选择和合理安排，既注重系统性，又强调实用性，将教学实验、临床检验与科研实践相结合。实验内容更加贴近现代生物技术的发展，使学生了解更多的生物技术在医学研究及检验中的应用；内容的选择实际上是以一个临床检验诊断或科研项目的分子生物学实验部分为基础。如：PCR-RFLP 检测基因长度多态性分析实验，就含有基因组DNA的提取、核酸琼脂糖凝胶电泳、聚合酶链式反应、限制性酶切分析等几个实验内容。基因的克隆表达实验就包括：质粒DNA的提取、限制性酶切、目的片断连接、大肠杆菌感受态细胞的制备、重组质粒转化大肠杆菌感受态细胞以及表达产物的鉴定等内容。而最后的实验设计更是要求学生对整套实验技术及原理的全局把握，让学生自己思考，如何将学到的知识和技能融会贯通，去解决实际问题。教学方式中充分发挥学生的主观能动性，发挥他们的想象力和创新精神。适当划分小实验课的实验分组人数，使学生有更多的动手和动脑的机会，注意实验教学过程的各个环节，严格把关，使教学目标得以顺利完成。

3 规范实验教学过程

实验教学包括备课、预实验、实验讲课、指导、总结、批改实验报告等环节，把培养目标严格贯穿于整个教学活动中。在规范教学过程中，我们注重积累教学管理经验，逐步将教学管理制度化、规范化，以提高教学效果。采取的措施是：①新开课之前首先试讲，听课对象是教研组的全体教师和技术人员，对内容安排、授课重点等进行把关。同时，必须做预实验，熟悉掌握整个实验流程。第一次带实验的年轻教师必须先听课，并与高年资教师一起带教，以后再单独带教。②坚持集体备课。在开课之前，组织全体教师和技术人员集体备课，理顺前后课之间的关系，分清各课内容的主次。实验技术人员介绍实验总体安排，强调操作注意事项，教师相互协调实验的具体步骤，保证在共用仪器时步调一致。③听取学生反馈意见。组织部分学生座谈，面对面听取学生对教学工作的意见、建议和要求。④改善实验条件。联合临床检验科配备了荧光定量PCR仪、冷冻离心机、低温冰箱、各种电泳仪、恒温振荡培养箱、紫外暗箱凝胶分析仪等分子生物学实验教学必备的仪器和设备，从而保证了分子生物学实验教学得以完成。

4 实验教学效果及体会

学生在开始接触分子生物学的时候总觉得很深奥，在理论讲解时总感觉很难理解；特别对于以前没接触过分子生物学的医学检验专业学生来说更是如此。但经过整个实验教学完成后，很多同学都觉得分子生物学实验技术以及许多看似复杂的原理突然显得前所未有的清晰、有条理。这其中包括对分子生物学实验整体流程的全局把握，也包括对有关实验原理、分子生物学理论及临床诊断应用有了直观、全面、现实但又体系的认识。学生感到分子生物学实验课不仅涵盖了分子生物学实验技术的重要内容，而且前后贯通，学到的不仅是几个实验的具体操作，而是掌握了一种研究思路和方法以及分子生物学研究当中常用的一整套技术，这是一般零散实验难以达到的一种效果。

从这几年的分子生物学检验技术实验教学中体会到，首先教师要做到经验丰富，实验准备工作充分，教给学生规范的操作方法，培养学生的实际操作技能。同时，要积极启发学生的思路，仔细分析实验步骤以及每步的条件是如何设计出来的，探讨其优缺点，如何改进，还有无其他方法，让学生了解与实验相关的一系列同类技术，使学生的思路不仅仅局限于一种方法，而是扩展到解决这个问题的多种途径。尽管他们可能没有机会将这些方法一一实践，但开阔了思路，有利于学生在以后的工作中更加灵活自如地选择应用，做出正确的判断，而且当面对新的相关实验技术时也不会束手无策。

5 结束语

分子生物学检验技术在教学过程中还有许多问题需要探讨解决，比如在教学中如何处理新观点、介绍新技术、实验教学的考核、实验成本昂贵与实验经费紧张的矛盾，以及师资队伍的培养与知识结构的更新等，都有待在今后的教学实践中进一步完善。每一位从事实验教学工作的教师都应该不断探索和完善， 使分子生物学实验教学在医学检验专业人才的培养上发挥更大的作用。

参考文献

［1］ 侯天文，尹晓琳，陈兴，等.绿脓假单胞菌超广谱B内酰胺酶基因型分布［J］.中华检验医学杂志，2003，26(9)：546-548.

［2］ 吕建新.分子诊断学在检验医学中的应用前景［J］.中华检验医学杂志，2005，28(2)：137-139.