天然药物化学教学改革研究

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摘要:天然药物化学是整合药学教学体系中一个重要组成。文章总结了天然药物化学在整合药学教学体系中的课程设计、案例与基础知识相融合的理论授课、实验技能培养、翻转课堂与基础知识考试相结合的课程考核等多层次的教学改革。

关键词:天然药物化学;教学改革;整合药学

按照药学专业本科要求，传统的药学专业设置了药物化学、药理学、药剂学、药物分析等专业课程。课程设置与课程内容具有知识点层层递进、知识系统性强的特点，对培养药学专业人才具有一定的优势。但也发现了一些不足与问题，如教材的更新不能紧跟学术前沿和科技发展，教学内容过于陈旧，与实际工作需求联系不紧密。当前，药学领域面临前所未有之大变革，医药产业创新升级已成为国家战略，我国真正进入了创新药爆发期。然而，传统的专业课程教学与培养体系已无法满足培养创新药物研发人才的需求。在《教育部关于深化本科教育教学改革全面提高人才培养质量的意见》(教高〔2019〕6号)指导下，苏州大学药学院在对药学人才培养体系充分调研的基础上，在药学专业中设置整合药学教学改革班，围绕创新药物研发人才的培养，采用目标为导向的教学理念，按照药物研发(“找好药”，整合药学)、生产(“做好药”，现有培养体系)、使用(“用好药”，临床药学)进行三段式培养，着力培养基础厚、口径宽、视野广的创新药物研发型专业人才，落实立德树人这一根本任务，深化本科教育教学改革［1－3］。

1整合药学教学班的课程内容设置

整合药学教学改革班的课程设置分为基础课和专业课。基础课分为三个模块，即化学基础、生物基础、医学基础;专业课按照新药研发方向及药物临床治疗范围，分为心血管系统、消化系统、呼吸系统、血液系统、神经系统、泌尿/生殖系统、内分泌/免疫系统和恶性肿瘤治疗药物的八个模块。每个教学模块包括疾病的系统介绍、疾病症状及发病机制、疾病模型的构建及活性评价、已上市药物临床应用药物的研发思路与先导化合物的发现及结构改造、已上市药物的设计与合成、已上市药物的药理作用及毒理机制、代表药物的成药性评价、代表药物的剂型设计以及代表药物的质量控制九个内容［2］。

2整合药学教学班的天然药物化学理论教学改革

从字面上看，整合药学教学改革班专业课的每个教学模块内容看不到天然药物化学教学内容的痕迹。但天然药物化学的教学是培养药学人才，尤其是新药研发的创新型人才不可缺少的一部分。因此，天然药物化学教学也融入整合药学的八大教学模块。整合药学教学班的天然药物化学要按照整合药学专业课的八个模块，安排相应的教学内容。而天然药物化学知识体系是按照化学成分的结构类别进行分类编纂的，每个结构类别包括化学成分的结构及分类、理化性质、提取分离、检识和结构鉴定。天然药物的化学成分具有生物活性多样、药理作用多靶点的特点;临床上，不仅单一成分入药，很多活性部位也入药，而活性部位包含一类或几类化学成分;这些都给整合药学的天然药物化学教学带来一定的困难。因此，在选择教学内容时，要具有典型性、临床应用广泛性、先进性;并采用案例教学与基础知识相融合的方式，在不同教学模块中，教学内容侧重点不同，并对新药研究过程进行剖析［4］;使学生具有扎实的天然药物化学专业知识，完胜研究生入学考试，又能激发学生的学习兴趣，拓展学生的创新思维。2．1天然药物的研究前景无限，激发学生的学习兴趣在心血管系统药物模块教学中，以含有银杏提取物、银杏内酯和银杏总黄酮的药品，或丹参活性成分的药品为代表案例，介绍来源于天然药物的心血管系统治疗药物。引申介绍:①天然药物的市场前景。虽然化学合成的药物(西药)在药品市场上占相对主导地位，但来源于天然药物的药品在药品市场占近30%份额，其增长速度高于化学药品;②天然药物化学研究在新药研发中的重要作用。介绍我国从中草药中研究开发出的新药，如青蒿素、石杉碱甲、亮菌甲素、天花粉蛋白等疗效确切、副作用小的天然药物，以及国外学者研究发现的重要天然药物分子，如吗啡、阿司匹林、紫杉醇等活性显著的天然药物。这些天然药物活性分子制剂疗效确切;并且，临床应用的新药有超过1/3直接或间接来源于天然产物;同时在合成药物中，也有相当一部分是借鉴了天然产物的骨架结构或药效团;中药及天然药物活性成分因其骨架结构多样和生物活性广泛，一直是药物研发的重要来源，国外许多制药公司在我国设立了天然药物研究中心，对我国各种动物、植物提取物进行针对性的药理活性测试，筛选活性分子，努力从我国传统医药中寻找开发新药的线索。这些内容的介绍，使得同学对天然药物的研究前景信心倍增，激发同学浓厚的学习兴趣，引起同学对天然药物化学内容学习的高度重视，又极大增强同学的专业担当精神。2．2夯实天然药物化学的基础知识，掌握天然药物化学研究新技术在呼吸系统药物模块教学中，以洋金花生物碱类成分、含麻黄碱的药物为典型案例，融合介绍生物碱结构类型、理化性质，尤其重点强调生物碱的碱性与结构的关系，生物碱的提取分离方法、检识方法等基础知识，分析并应用于设计麻黄碱、莨宕碱、山莨宕碱、樟柳碱等活性成分的制备工艺、结构改造、药物剂型设计，成药性评价及药品质量控制，使得同学准确掌握相关专业知识，并能学以致用。在内分泌/免疫系统药物模块教学中，以葛根素制剂为代表案例，融合介绍:①苷类化合物的结构和分类、苷键的裂解，尤其强调碳苷的结构特点和性质;②黄酮类化合物的结构分类、理化性质、异黄酮的结构和性质，黄酮类成分的提取分离方法、检识方法、光谱特征等基础知识。虽然葛根素是一个应用比较早的天然药物活性成分，但对其深入研究一直未间断。因此，不仅介绍葛根素经典的化学制备工艺，并扩展现代提取方法和分离技术，如超声提取法、微波提取法、离子液体提取、闪式提取法、酶辅助提取法、半仿生提取法等多种提取方法联合应用，中低压制备色谱，正相、反相高效液相制备色谱等批处理色谱，模拟移动床，连续批处理色谱、固相萃取等分离技术;以及葛根素的结构改造，药代动力学及其在肠道的代谢和现代药理作用特点等。同时，进一步以葛根素为例，介绍制备工艺研究内容，如制备工艺影响因素及参数设置、制备工艺的质量控制方法、制备工艺考察方法，包括单因素多水平、正交试验、响应面试验等，并分析比较不同的制备工艺考察方法的优缺点，不同的制备工艺质量控制方法对制备工艺的影响。通过理论基础知识与实验技术前沿、生产实践相结合的学习，使同学不仅夯实天然药物化学的基础知识，更能掌握天然药物化学研究的新技术。2．3熟悉创新药物研究前沿，掌握天然药物创新药物研究思路、内容及技术路线在内分泌/免疫系统药物模块教学中，以我国首个获批的中药创新药，也是糖尿病治疗领域目前唯一的有效组分天然药物，即桑枝总生物碱及其片剂的研发历程为案例进行介绍:①药学实验技术路线及质量控制方法:桑枝作为降糖药研发的依据，桑枝降血糖有效部位的确定，桑枝降血糖物质基础及其化学结构鉴定，桑枝降血糖有效部位提取分离纯化工艺及产业化放大，复杂体系的质量控制;②桑枝总生物碱药效及作用机制研究:酶学、整体动物和分子水平等多维度、多层次的现代药理学研究理念和思路阐释桑枝总生物碱的药理作用特点及机制。桑枝总生物碱新药研发案例，使同学掌握天然药物的新药研发思路、研究内容和技术路线，引导同学了解中药现代化进程中的成就与挑战，增强文化自信。

3整合药学教学班的天然药物化学实验教学

整合药学教学班的天然药物化学实验教学内容，不仅涵盖了天然药物化学基本实验技能的训练，如苦参中氧化苦参碱的制备和检识;并且注重实验新技术、先进仪器的使用，如人参总皂苷的制备、高效液相、中高压制备色谱制备蒽醌类成分等。在文献总结分析基础上，同学自己设计实验内容，完成创新性、设计性实验，培养创新性思维和独立思考解决问题的能力。

4整合药学教学班的天然药物化学教学考核

整合药学教学改革班的课程考核分为平时考核和课程考试。平时考核包括考勤和翻转课堂考核［5］。整合药学教学班的天然药物化学教学考核内容由点及面，即知识点新药研发技术路线。在课程考试中，重点考查对天然药物化学基本内容、核心知识点的理解和掌握，助力研究生入学考试。在天然药物化学教学的翻转课堂中，同学们可以选择来源于天然药物、活性成分或活性部位应用于临床的药物，或基于文献和临床实践，自行设计应用于某类疾病治疗的天然药物，作为汇报的主题，全方位覆盖了新药研究内容，如活性成分或活性部位的制备工艺及质量标准、剂型及制剂质量检测、药效及药理机制等方面。通过翻转课堂，同学加深了天然药物化学知识的实践应用，并能融会贯通天然药物化学与药剂学、药物分析、药理学，实战演练了天然药物的新药研发思路、研究内容和技术路线。

5整合药学教学班的天然药物化学教学总结

整合药学教学班已经完成了全部天然药物化学的教学内容，教学效果较好，但也显现出一些不足之处。5．1整合药学教学班的天然药物化学教学实施的优点案例教学与基础知识相融合，以新药为案例的教学，将新药研究知识融入基础知识教学中，能够极大提高学生学习兴趣;天然药物化学教学考核中的翻转课堂内容，不仅能考查同学对天然药物化学基本内容的掌握，理论知识灵活运用于实践的能力，更能培养同学独立思考、开阔的视野及创新性思维;这些都有助于培养高素质创新药物研发型专业人才。5．2整合药学教学班的天然药物化学教学改革有待改进之处整合药学教学班的天然药物化学教学课时有限。在有限的课时中，既介绍了天然药物化学基本知识，又扩充新药研发案例，两者的课时比重很难掌握，有时会导致重点不突出，课程内容较多。同学感到知识量大、分不清重点，学习任务很重，一时难以适应。在今后的教学中，基础知识讲授后适当增加课堂练习，促进同学对知识点及时消化吸收;精选与精简案例，重点突出有关天然药物化学知识点、实验新技术新方法，以减轻同学的学习负担。总之，整合药学教学班的天然药物化学教学改革以学生为中心，将不断深入、探索、完善，恰当融入整合药学教学体系;助力培养具有创新思维、担当精神的药学新型人才［6］。

参考文献:

［1］郭姣，陈钢，索绪斌，等．整合药学—药学教育发展新时代［J］．药学教育，2018，34(3):1－5．

［2］汪维鹏，邓益斌，王燕，等．整合药学课程体系改革与实践［J］．基础医学教育，2021，23(5):303－306．

［3］蒋小刚．整合药学体系中呼吸系统药理学教学改革探索［J］．基础医学教育，2020，22(9):636－638．

［4］汤文建，陆维丽，朱倩，等．以新药为案例的天然药物化学教学研究［J］．安徽医药，2013，17(8):1452－1453．

［5］葛玉红，吴大梅．翻转课堂与医学教育［J］．中国中医药现代远程教育，2021，19(12):21－23．

［6］彭良贵，张殿华，赵忠，等．以学生为中心的大学新生班导师工作［J］．中国冶金教育，2019，195(6):99－101．

作者：张健 刘江云 许琼明 单位：苏州大学药学院中药学系