臨床醫(yī)學(xué)八年制免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的思考和探索實(shí)踐①

李志清 郭 猛 錢(qián) 程 劉書(shū)遜 朱鯉燁 薛逸荃

（中國(guó)人民解放軍海軍軍醫(yī)大學(xué)免疫學(xué)研究所暨醫(yī)學(xué)免疫學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200433）

臨床醫(yī)學(xué)八年制（簡(jiǎn)稱八年制）專業(yè)由協(xié)和醫(yī)學(xué)院和北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部首先創(chuàng)立，2004 年至今，開(kāi)設(shè)該專業(yè)的院校陸續(xù)增至16 所。教育部擴(kuò)大試辦八年制專業(yè)之初提出了“八年一貫、整體優(yōu)化、強(qiáng)化基礎(chǔ)、注重臨床、培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)”的原則性指導(dǎo)意見(jiàn)，而對(duì)于具體培養(yǎng)模式并沒(méi)有統(tǒng)一規(guī)定。2014 年，教育部等六部門(mén)印發(fā)《關(guān)于醫(yī)教協(xié)同深化臨床醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)改革的意見(jiàn)》，提出八年制應(yīng)“培養(yǎng)多學(xué)科背景的高層次醫(yī)學(xué)拔尖創(chuàng)新人才”，通過(guò)整合課程體系，簡(jiǎn)化臨床醫(yī)學(xué)本科、碩士研究生階段重復(fù)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，注重學(xué)科學(xué)習(xí)的整體性及學(xué)科間交叉性，培養(yǎng)醫(yī)療領(lǐng)域新一代的領(lǐng)導(dǎo)者［1］。但對(duì)近幾年的試點(diǎn)結(jié)果調(diào)查發(fā)現(xiàn)，八年制與五年制教學(xué)質(zhì)量基本同質(zhì)，兩種培養(yǎng)模式區(qū)分度不大，且部分八年制畢業(yè)生由于臨床技能薄弱、基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)，出現(xiàn)了就業(yè)工作滿意度低的現(xiàn)象［2-5］。

目前八年制基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教學(xué)主要存在以下3個(gè)矛盾：①學(xué)科交叉整合性增強(qiáng)，教材局限性日益凸顯；②理論與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)；③八年制與五年制授課內(nèi)容差異小，課程同質(zhì)化嚴(yán)重。這些矛盾在一定程度上影響了八年制的教學(xué)質(zhì)量，畢業(yè)學(xué)員并未明顯與五年制拉開(kāi)差距，未能達(dá)到培養(yǎng)高層次卓越醫(yī)學(xué)人才的目標(biāo)［6］。解決這些矛盾最根本要從教學(xué)改革上入手。近年國(guó)內(nèi)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課開(kāi)展了多項(xiàng)教學(xué)改革，主要集中于課程內(nèi)容和教學(xué)形式，包括使用PBL 教學(xué)法、以問(wèn)題導(dǎo)向設(shè)計(jì)綜合性實(shí)驗(yàn)等，取得一定成績(jī)的同時(shí)，也暴露出了很多問(wèn)題，與理想中的教學(xué)效果尚有差距［7-9］。因此，本課題組從現(xiàn)有醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)不足出發(fā)，以八年制學(xué)生基礎(chǔ)好和熱情高等特點(diǎn)為立足點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)部培養(yǎng)卓越醫(yī)學(xué)人才的專業(yè)設(shè)置宗旨，結(jié)合筆者所在免疫學(xué)教研室的實(shí)際情況，2019 年至今，通過(guò)將本科、研究生醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行有機(jī)整合，打破傳統(tǒng)學(xué)制壁壘，融合新技術(shù)新理論體系，重新設(shè)計(jì)了八年制醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程，對(duì)授課內(nèi)容和開(kāi)展形式進(jìn)行了一些改革探索與實(shí)踐。

1 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)方案

1.1 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化 海軍軍醫(yī)大學(xué)八年制醫(yī)學(xué)免疫學(xué)教學(xué)共52 學(xué)時(shí)，其中理論課40 學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)課12 學(xué)時(shí)。由于實(shí)驗(yàn)課學(xué)時(shí)相對(duì)有限，不適宜直接套用已有探索研究型綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，因此放棄了綜合性實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑?0-11］。在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課教學(xué)內(nèi)容時(shí)，主要從以下兩個(gè)方面考慮：首先保留部分經(jīng)典免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)，考慮到培養(yǎng)學(xué)員創(chuàng)新能力，不應(yīng)狹隘地理解為介紹最新最先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系，任何實(shí)驗(yàn)技術(shù)體系在其開(kāi)發(fā)運(yùn)用之初都具有劃時(shí)代領(lǐng)先地位。因此保留部分經(jīng)典免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)對(duì)創(chuàng)立該技術(shù)時(shí)的場(chǎng)景進(jìn)行還原，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用當(dāng)時(shí)的免疫學(xué)理論和技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)免疫分子和免疫細(xì)胞的檢測(cè)。其次，課題組將科研中最常用的免疫標(biāo)記技術(shù)及其衍生的流式細(xì)胞術(shù)、免疫熒光技術(shù)引入實(shí)驗(yàn)課堂，可以讓學(xué)生掌握從事生命科學(xué)研究所必需的實(shí)驗(yàn)技能，從而降低學(xué)生后期開(kāi)展科研工作的難度。

1.2 授課形式突破與創(chuàng)新 開(kāi)展免疫標(biāo)記技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)需要流式細(xì)胞儀、熒光顯微鏡和共聚焦顯微鏡等大型儀器，由于教學(xué)條件限制，很難在大班課上開(kāi)展。為此依托醫(yī)學(xué)免疫學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的大型儀器平臺(tái)對(duì)在大班課中開(kāi)展流式細(xì)胞術(shù)和免疫熒光實(shí)驗(yàn)課教學(xué)也進(jìn)行了初步探索。

2 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的具體實(shí)施辦法

2.1 教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化及其實(shí)施方案 基于以上考量，課題組對(duì)八年制醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行了以下兩個(gè)方面優(yōu)化：①保留并優(yōu)化經(jīng)典免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)，包括經(jīng)典免疫分子檢測(cè)（凝集實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)）、經(jīng)典免疫細(xì)胞與分子功能檢測(cè)（溶血實(shí)驗(yàn)、玫瑰花環(huán)實(shí)驗(yàn)和豚鼠過(guò)敏性休克實(shí)驗(yàn)）；②增加現(xiàn)代免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)：流式細(xì)胞術(shù)和免疫熒光。改革前后教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容改革前后對(duì)比Tab.1 Comparison of course content before and after innovation of experimental teaching of Medical Immunology

2.1.1 保留并優(yōu)化經(jīng)典免疫學(xué)實(shí)驗(yàn) 經(jīng)典免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)通常成本低廉、現(xiàn)象明顯（肉眼可見(jiàn)）、原理與操作方法簡(jiǎn)單易懂，每個(gè)學(xué)生都可以動(dòng)手操作，且能在課上看到實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此，保留部分經(jīng)典免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)既能讓學(xué)生掌握最基本的實(shí)驗(yàn)操作，如離心機(jī)和移液器的使用等，也能讓學(xué)生更好地理解免疫學(xué)理論知識(shí)。此外，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境，還原該實(shí)驗(yàn)建立時(shí)的科學(xué)背景，能夠激發(fā)學(xué)生的興趣和思考。

2.1.1.1 免疫分子檢測(cè)（試管凝集實(shí)驗(yàn)和瓊脂免疫擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)） 試管凝聚實(shí)驗(yàn)原理講解中，通過(guò)講述KARL LANDSTEINER 發(fā)現(xiàn)輸血反應(yīng)的科學(xué)史，幫助學(xué)生理解顆粒型或細(xì)胞型抗原與相應(yīng)抗體特異結(jié)合發(fā)生凝集反應(yīng)這一過(guò)程；瓊脂免疫擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)原理講解中，通過(guò)講述日裔美國(guó)科學(xué)家ISHIZAKA夫婦通過(guò)該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)IgE抗體的2篇論文，幫助學(xué)生理解如何利用該原理檢測(cè)未知抗原或抗體。

2.1.1.2 免疫細(xì)胞與分子功能的檢測(cè)（溶血實(shí)驗(yàn)、玫瑰花環(huán)實(shí)驗(yàn)和豚鼠過(guò)敏性休克實(shí)驗(yàn)） 通過(guò)講述“熊貓血”發(fā)生溶血的具體臨床情景，幫助學(xué)生理解抗體-補(bǔ)體介導(dǎo)溶血反應(yīng)過(guò)程。玫瑰花環(huán)實(shí)驗(yàn)最早用于區(qū)分各種淋巴細(xì)胞，通過(guò)講述E-玫瑰花環(huán)、EA-玫瑰花環(huán)和EAC-玫瑰花環(huán)的區(qū)別，幫助學(xué)生理解和記憶不同淋巴細(xì)胞亞群表面CD 分子的區(qū)別。豚鼠過(guò)敏性休克實(shí)驗(yàn)可直接觀察到Ⅰ型超敏反應(yīng)發(fā)生過(guò)程，本教改在原有基礎(chǔ)上增加了過(guò)敏治療組（去甲腎上腺素治療），加深學(xué)生對(duì)Ⅰ型超敏反應(yīng)臨床防治機(jī)制的認(rèn)知。

2.1.2 增加免疫標(biāo)記技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn) 對(duì)于現(xiàn)代免疫學(xué)技術(shù)，無(wú)論是最常見(jiàn)的ELISA、膠體金，還是質(zhì)譜流式、抗體標(biāo)簽法單細(xì)胞測(cè)序等新技術(shù)，其核心本質(zhì)都是基于抗體抗原特異性結(jié)合的免疫標(biāo)記技術(shù)。因此，選取了兩個(gè)重要且廣泛應(yīng)用的免疫標(biāo)記技術(shù)：流式細(xì)胞術(shù)和免疫熒光技術(shù)，希望學(xué)生可以管中窺豹，以小見(jiàn)大。

2.1.2.1 流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)免疫器官中T 細(xì)胞亞群 該實(shí)驗(yàn)分三部分展開(kāi)，對(duì)應(yīng)“免疫組織器官”“免疫學(xué)檢測(cè)技術(shù)”“T 細(xì)胞分化發(fā)育”和“白細(xì)胞分化抗原”四次理論課內(nèi)容：第一部分是解剖小鼠、分離骨髓、胸腺、脾臟和淋巴結(jié)，通過(guò)該部分讓學(xué)生對(duì)免疫系統(tǒng)具有更為直觀的認(rèn)識(shí)；第二部分是單細(xì)胞懸液制備和使用熒光抗體標(biāo)記T 細(xì)胞，讓學(xué)生了解流式細(xì)胞術(shù)的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，以及上機(jī)前樣品制備過(guò)程；第三部分是通過(guò)多媒體手段，綜合運(yùn)用演示視頻和PPT 講解流式細(xì)胞術(shù)原理、流式細(xì)胞儀操作要點(diǎn)及結(jié)果判讀。通過(guò)對(duì)流式圖的重點(diǎn)講解，讓學(xué)生對(duì)比分析胸腺、脾臟和淋巴結(jié)中T細(xì)胞亞群變化，深刻理解T 細(xì)胞在胸腺中的分化發(fā)育，理解白細(xì)胞分化抗原及分化群等概念及其在免疫學(xué)研究中的實(shí)際應(yīng)用。

2.1.2.2 免疫熒光法檢測(cè)LPS 刺激后小鼠腹腔巨噬細(xì)胞P65 入核 該實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)“固有免疫系統(tǒng)及其介導(dǎo)的應(yīng)答”及“細(xì)胞因子”兩個(gè)章節(jié)。通過(guò)LPS 活化巨噬細(xì)胞使學(xué)生理解模式識(shí)別受體和病原相關(guān)分子模式的概念；通過(guò)講解P65 入核后啟動(dòng)細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄和表達(dá)，加深學(xué)生對(duì)天然免疫應(yīng)答起始階段和細(xì)胞因子分泌的理解，把抽象信號(hào)通路變得肉眼可見(jiàn)，幫助學(xué)生理解復(fù)雜的科學(xué)問(wèn)題。

該實(shí)驗(yàn)分四部分展開(kāi)，第一部分是采用LPS 刺激巨噬細(xì)胞，設(shè)置刺激不同時(shí)間點(diǎn)組和未刺激組，讓學(xué)生深刻理解免疫細(xì)胞的活化條件；第二部分是細(xì)胞固定、熒光抗體標(biāo)記及DAPI 染細(xì)胞核，讓學(xué)生對(duì)免疫熒光技術(shù)樣品處理過(guò)程有所了解；第三部分是通過(guò)演示視頻講解熒光顯微鏡和共聚焦顯微鏡工作原理和操作過(guò)程以及結(jié)果分析，既能讓學(xué)生掌握儀器原理及操作，也能加深其對(duì)免疫細(xì)胞活化后信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的認(rèn)識(shí)；第四部分讓學(xué)生采用熒光顯微鏡觀察自己制備的樣品。

2.2 大班課實(shí)現(xiàn)采用大型儀器完成實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的具體開(kāi)展形式

2.2.1 實(shí)驗(yàn)原理及儀器工作原理介紹 由于學(xué)生未接觸過(guò)大型儀器，而流式細(xì)胞儀和激光共聚焦顯微鏡的原理難于理解，因此引入多媒體教學(xué)——PPT 結(jié)合視頻，重點(diǎn)講解這些大型儀器的原理及應(yīng)用。視頻重點(diǎn)內(nèi)容在于：熒光素發(fā)光的原理；流式細(xì)胞儀的液路、光學(xué)和電學(xué)三大系統(tǒng)；熒光顯微鏡的組成；共聚焦顯微鏡的硬件和軟件組成及其工作原理。讓學(xué)生理解在臨床及科研工作中，這些實(shí)驗(yàn)技術(shù)能夠解決哪些問(wèn)題，實(shí)際應(yīng)用的局限性和難點(diǎn)又是什么。

2.2.2 部分實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備工作介紹 免疫熒光實(shí)驗(yàn)中需要提前將小鼠腹腔巨噬細(xì)胞進(jìn)行貼壁培養(yǎng)，為了讓學(xué)生掌握整個(gè)實(shí)驗(yàn)的流程以及小鼠原代細(xì)胞的獲取和培養(yǎng)，特錄制了無(wú)菌操作獲取腹腔巨噬細(xì)胞的視頻。

2.2.3 結(jié)果獲取和分析 由于同時(shí)參加實(shí)驗(yàn)人數(shù)較多，實(shí)驗(yàn)課時(shí)間有限，無(wú)法實(shí)現(xiàn)每位學(xué)生都能在課上完成上機(jī)操作。因此將上機(jī)操作和結(jié)果分析的過(guò)程提前錄制視頻，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)間隙觀看。視頻重點(diǎn)內(nèi)容在于：軟件操作、結(jié)果獲取和記錄，以及對(duì)結(jié)果的對(duì)比分析。將不易看清的儀器組件、按鈕進(jìn)行放大展示，重點(diǎn)講述關(guān)鍵操作及結(jié)果分析和展示、結(jié)果存儲(chǔ)等。

2.2.4 部分學(xué)生課后完成上機(jī)實(shí)踐 鑒于部分學(xué)生對(duì)新技術(shù)的渴望，希望自己動(dòng)手操作儀器。讓該部分學(xué)生將制備好的樣品4 ℃保存，課后聯(lián)系教師選擇合適時(shí)間集中完成上機(jī)操作。

3 免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程改革結(jié)果

3.1 實(shí)驗(yàn)報(bào)告和課后上機(jī)操作 通過(guò)實(shí)驗(yàn)記錄、課堂上及課后參加上機(jī)操作時(shí)學(xué)生的反饋，發(fā)現(xiàn)其切實(shí)掌握了實(shí)驗(yàn)原理，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析和討論。部分學(xué)生提出一些較為深入的問(wèn)題，可見(jiàn)其在課后認(rèn)真思考并查閱相關(guān)資料。

3.2 實(shí)驗(yàn)課改革結(jié)果調(diào)查報(bào)告 為客觀評(píng)價(jià)此次改革效果，課題組對(duì)其中一個(gè)班（28 個(gè)學(xué)生）進(jìn)行了問(wèn)卷調(diào)查。調(diào)查問(wèn)卷結(jié)果顯示，大部分學(xué)生在課后會(huì)主動(dòng)進(jìn)一步了解相關(guān)知識(shí)。此外，學(xué)生希望增加實(shí)驗(yàn)課時(shí)數(shù)以加深對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)希望有更多操作儀器和學(xué)習(xí)前沿技術(shù)機(jī)會(huì)（表2）。

表2 醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課改革結(jié)果調(diào)查報(bào)告Tab.2 Investigation report on results of innovation of experimental teaching of Medical Immunology

此次改革基本達(dá)到了預(yù)期目的：幫助學(xué)生理解了免疫學(xué)理論知識(shí)難點(diǎn)并激發(fā)學(xué)生對(duì)科研的興趣。進(jìn)行了大班課實(shí)現(xiàn)利用大型儀器完成實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的探索，經(jīng)過(guò)驗(yàn)證，該授課形式在不具備開(kāi)展大規(guī)模實(shí)踐課的院校同樣具有較高參考及應(yīng)用價(jià)值。

4 總結(jié)

為培養(yǎng)八年制學(xué)生的科研思維和素養(yǎng)，課題組針對(duì)醫(yī)學(xué)免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)內(nèi)容和開(kāi)展方式進(jìn)行了探索，重點(diǎn)引入了流式細(xì)胞術(shù)和免疫熒光技術(shù)，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣濃厚、實(shí)驗(yàn)原理與操作技能均能熟練掌握，取得了較為理想的教學(xué)效果，但仍存在可改進(jìn)之處：①實(shí)驗(yàn)課時(shí)間安排有進(jìn)一步優(yōu)化空間，盡量使學(xué)生在課上看到自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可考慮每組派一位代表親自操作，其他學(xué)生觀摩；②在流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)T 細(xì)胞的同時(shí)，增加骨髓和血液樣品，同時(shí)增加CD45、CD19 和Ly6C 等檢測(cè)指標(biāo)，讓學(xué)生同時(shí)看到B 細(xì)胞、單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的檢測(cè)結(jié)果，使這些免疫細(xì)胞及免疫分子不再抽象；③有選擇地引入廣泛用于各種免疫相關(guān)基因和分子研究的分子生物學(xué)技術(shù)，如定量PCR 技術(shù)、RNAi 技術(shù)和CRISPR/Cas9 基因組編輯技術(shù)等。此外，在教學(xué)模式、考核方式等方面還需進(jìn)一步優(yōu)化。在教學(xué)模式方面，可以提前將學(xué)生分組，每組負(fù)責(zé)一個(gè)關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)講解，重點(diǎn)講解實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其他學(xué)生參與討論，可以提高學(xué)生獨(dú)立思考的能力［12-14］。在考核方式方面，可以引入免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)考試［15-16］。

八年制學(xué)生是一群介于本科生和研究生之間的特殊學(xué)生，針對(duì)該群學(xué)生所開(kāi)展的免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容要和其培養(yǎng)目標(biāo)相符，并具有其特色。因此課題組將繼續(xù)積極探索，不斷改革和完善免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，努力培養(yǎng)高素質(zhì)醫(yī)學(xué)研究型人才。