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關鍵詞:研究性;教學方法;獸醫藥理學
中圖分類號:G642.4 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2013)35-0087-03
以培養大學生創新精神和研究能力為目標的研究性教學已成為世界高等教育改革的趨勢。然而,目前動物醫學專業的大學生面對繁多的理論課程,多數是被動地應付,缺少主動學習意識。如何引導學生去主動學習并掌握專業知識和技能,畢業后能快速適應新形勢和未來社會經濟發展趨勢的要求,是困擾教學的主要問題之一。圍繞這個問題,有許多解決方法,其中研究性教學以學生為中心,輔以教師的指導,注重激發學生學習的主動性與積極性,既能發揮教師的主導作用,又能發揮學生的主體作用;既能培養學生的學習興趣,又能培養學生分析問題和解決問題能力;既能使學生系統掌握本學科知識,又能培養學生的臨床實踐能力和創新精神[1]。因此,特別適于動物醫學專業大學生的教學過程。本文以“獸醫藥理學”這樣一門有代表性的專業基礎課程為例,探討研究性教學模式的實際應用,以期更好地提高教學質量。
一、建立研究性教學的理念
獸醫藥理學是動物醫學專業一門重要的專業基礎課,主要任務是培養學生在臨床上合理用藥、減少不良反應,具有教學內容多、教學時數少,理論性和實踐性都很強的特點。教師上課“滿堂灌”,學生下課背課本的傳統教學模式,使學生處于一種被動的學習狀態,學生不但無法深刻理解和掌握獸醫藥理學的基本原理和知識,而且不會靈活運用和創新,收不到理想的教學效果。開展研究性教學,有利于教會學生敏銳地發現問題、主動地提出問題、積極地尋求解決問題的方法,有利于培養學生的創新意識,鍛煉和培養學生的創新能力,激發學生的學習積極性,提高學生解決實際問題的能力[2]。因此,開展研究性教學,首先要從三個方面建立研究性教學的理念。
1.教師應轉變傳統理念。在以往的教學模式中,教師是主體,對學生的關注較少。教師自己也習慣于認為自己應該知識淵博,所謂給學生一杯水,自己要有一桶水。但研究性教學是借助于問題或案例進行的一種開放性學習,不僅問題和案例對教師來說是新的,解決問題的方式、途徑也不是唯一的,教師在這個過程中也成為一個學習者。因此,教師在開展研究性教學時,應轉變自己的心態,深刻理解教師的主要作用不是回答學生提出的所有問題,而是注重培養學生解決問題的能力[3]。
2.教師應注重學生能力的培養。對于動物醫學類課程,研究性教學的主要目的應是培養學生的能力,尤其是培養學生應用知識的能力。不同教師講授同一門獸醫藥理學課程,即使采用相同的教材,其效果也不會完全相同。有些教師講授的內容,學生考完試也就忘記得差不多了,到臨床應用時仍然要去翻書,但有些教師講授的內容,學生在臨床上遇到相關的病例就會聯想起來。根本原因在于授課教師的臨床經驗、對課程的研究程度、授課方法與理念的不同。教師在進行獸醫藥理學課程教學時應注重學生運用知識能力的培養,強調不要死記硬背課本上的內容,而要與實踐相結合,引導學生應用所學理論知識解決實際問題。而研究性教學通過教師指導學生選擇和確定與課程相關的專題或病例進行研究,使學生在主動探索、積極思考、大膽實踐的研究和學習過程中,學習知識、應用知識、解決問題,從而提升學生的綜合素質,培養學生的創造能力和創新精神[1],因此,尤其適合運用于獸醫藥理學課程教學中。
3.學生改變學習心理與學習習慣。任何的教學過程都離不開學生的參與。與傳統教學方式相比,研究性教學對學生的學習方法和學習心理提出了挑戰。研究性教學的順利進行,不僅需要教師的努力,更需要學生學習心理與學習習慣的改變。獸醫藥理學研究性教學過程從臨床病例或相關的專題開始,學生的作業沒有現成的標準答案,需要去進行調查研究,并查閱一定數量的專業文獻。對于習慣于傳統的填鴨式教學模式的學生來說,參與教學、積極思考、大膽存疑、完成沒有標準答案的作業是他們面臨的新的挑戰,而且從被動聽講到主動參與對話,學生也需要跨越心理界限。所以,在開展研究性教學時,要讓學生明白,課程學習本身不僅在于學習知識,還在于掌握學習并運用知識的能力,應學會分析問題的思路和解決問題的方法。這樣才能讓學生更充分了解自己在學習過程中的角色,激發學習熱情,真正發揮研究性教學中學生的主體作用[3]。
二、在獸醫藥理學課程中開展研究性教學的探索
1.病例分析教學。病例分析是一種將獸醫學理論知識和臨床實踐能力有機結合起來的有效方法,具有以案釋法、教學相長、注重分析、培養能力的特點,可以讓學生把課堂上學習的理論知識運用到臨床病例中,培養獸醫專業學生的思考能力、判斷能力、實踐能力及創新能力。病例的選擇與組織是病例分析教學目標能否順利實現的關鍵。我們嘗試的病例分析教學方法分為四個階段:
第一階段:在本課程實際教學活動中可以要求每一位學生到動物醫院尋找某一個或某一類典型病例,通過觀察動物醫院醫生在這些病例診療過程中的藥物使用情況,結合理論教學內容,仔細分析所用藥物的種類、應用方法、原因、效果等。在此基礎之上,通過各種途徑查閱文獻,了解目前針對該疾病的藥物治療原則、影響因素、存在問題及發展趨勢,然后提出應用藥物控制疾病的有效措施。根據以上資料,讓每一位學生撰寫完成一份某疾病治療中的藥物應用分析報告。
第二階段:教師根據學生的分析報告,按不同病例將學生分成不同的研究小組,小組成員在一起分析、討論后,將同類分析報告綜合,進行進一步的完善、整理,最后研究小組共同或指定專人撰寫病例分析報告。這樣既充分發揮了各研究小組成員的積極性和主動性,又強調了各研究小組成員的分工合作。
第三階段:匯報研究成果階段,由各小組推薦匯報人,向全班匯報研究過程和研究結果,回答來自同學和教師的提問,并盡可能讓研究小組成員都有發表自己見解和意見的機會,同時允許小組之外的學生提問并展開討論。最后由教師對研究情況進行歸納總結。這個環節重在增強學生的語言表達能力與應變能力。教師引導學生對研究病例涉及的主要問題進行總結,對研究成果進行分析歸納,并可聯系實際,對當前知識點進行深化與遷移。
第四階段:考核評定階段。由教師根據病例分析報告、匯報表現、答辯情況進行評分,各部分均制定相應的評分標準,最終對學生在本環節學習中的表現給出評價。
在這樣的病例分析教學過程中,教師不但要引導學生去思考、去爭辯,做出決策和選擇,解決特定病例中藥物選擇使用的問題,進而從中獲得某種經歷和感悟,而且要引導學生探尋特定病例的復雜過程及其背后隱含的各種因素和發展變化的多種可能性[4]。使學生通過對這些病例用藥的分析,把所學獸藥知識與真實病例系統地聯系起來,不僅激發了學生濃厚的學習、研究興趣,還使學生認識到在疾病治療過程中藥物選擇、應用的靈活性與多變性,并初步掌握一般疾病治療的原則,為他們今后合理應用獸藥解決實際問題奠定了基礎。
2.專題研究教學。專題研究教學模式是以研究組織教學,將科學研究方法和研究能力的培養融合在課程教學過程中,培養學生從事課題研究的創新能力和創新思維[4]。
培養學生的動態思維,動態地學習并運用獸醫理論知識分析、解決各種臨床實際問題是獸醫專業大學生應具備的重要素質,專題研究就是直接服務于這一素質培養的重要教學方法。通過提出課題、進行準備、開展研究、匯報評價等教學過程,可以收到很好的激發學生自主學習和積極參與的熱情、提高學生語言表達能力等教學效果。
在專題研究教學中,教師提供的課題應當富有啟發性,能引發學生深入思考。例如,我們在針對動物醫學專業學生開展的專題研究教學中,設計了“我校動物醫院中常用藥物應用主要不良反應調查?實際應用中如何避免這些不良反應的發生”“結合前一時期發生的“速生雞”事件,闡述我國現階段是否應禁止在飼料中應用抗生素作為促生長添加劑?并分析利與弊”“分析獸醫臨床用藥中聯合用藥的利與弊”“當前我國動物源性食品中獸藥殘留的種類、殘留的原因?如何有效控制”等多個課題供學生選擇。專題研究教學始終誘導和鼓勵學生發現更復雜、更深層次的問題,而問題的解決是基于已學知識的綜合運用[4]。
與病例分析教學相似,專題研究教學環節也分為四個階段:
第一階段:由學生從教師提供的若干個課題中選擇自己最感興趣的一個進行調查、分析、查閱并研究相關資料,撰寫完成專題報告。
第二至第四階段與病例分析教學相同,依然是教師根據選題的不同,將學生分成不同的研究小組,各組學生在各自研究報告基礎上組織討論,最后形成書面報告,并以口頭報告的形式完成工作任務。在完成調查分析、組織討論、討論紀要寫作、項目報告的寫作與宣講等過程中,學生亦能很好地鍛煉組織能力和交流溝通能力。
三、研究性教學方法實施中的難點
1.問題的設計。無論是病例分析教學還是專題研究教學,研究的主題均應圍繞本專業培養目標以及學生未來工作實踐所需進行設計。它們必須難度適中,不能太難或太大,否則在規定時間內難以完成;也不能太小或不具備足夠的挑戰性,否則難以引起學生的興趣。還要適當聯系本專業領域的難點和社會熱點問題,使學生能夠學以致用[4]。
2.教師對教學過程的掌控。教師對研究性教學過程有效性的把握亦是教學的難點。教師在研究性教學過程中的指導作用影響著教學過程的質量與效率,尤其是在學生剛開始嘗試運用這種新方式進行學習時,因缺乏經驗與訓練,不知道該怎么去做,這時候教師的指導作用就顯得舉足輕重。因此,教師要充分發揮引導、支持作用,而非主導作用,重點是讓學生充分發揮學習的主動性與積極性。教師的主要任務應當是精心準備,布置好研究任務,明確學習和研究的基本要求,及時解決學生在研究過程中遇到的困難和提出的問題,并引導學生對研究內容涉及的主要問題進行回答與總結,對研究成果進行分析歸納,并聯系實際,對當前知識點進行深化與遷移[5]。
3.教學的評價。由于沒有標準答案,解決問題的答案完全有可能超出教師的原有知識積累,教師在評價方案上也要花費更多的時間。同時,由于課題最后是以小組為單位完成的,對每個組員的評價也是一個難題。因此,最后學習結束時如何評價學生工作的優劣,對教師提出了比傳統教學方法更高的要求[4]。
4.不利于知識的系統性學習。病例分析教學或專題研究教學這類方式的學習是基于問題的解決,因此,所有的知識因圍繞該問題,而使知識的學習缺乏系統性和完整性。對于理論性強的基礎知識,如獸藥的作用機理、體內過程等部分內容,并不適用于研究性教學。
5.教師的投入不足。由于研究性教學過程中,教師在進行課題篩選、報告審閱、分組指導、組織討論、總結匯報時,要花費幾倍于常規課程的時間。同時,大學教師還面臨著教學與科研工作的沖突,目前的評價體系更關注教師的科研成果,再加上目前對這種教學方法工作量的計算、教學效果評價難等問題,導致教師對研究性教學的投入不足,最終可能敷衍了事、草草收場,不能真正實現研究性教學的目標。這些問題的存在對大學管理模式的革新亦提出了更高的要求。
參考文獻:
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關鍵詞: 初中物理 探究式實驗教學 主要環節
一、引言
在素質教育的前提下,初中物理教學工作者必須竭盡全力、想方設法,使得物理課堂更加生動有趣,積極地調動學生的主動性,激發學生的創造性。在初中物理教學中,探究式教學方法是一種很好的教師與學生互動的教學方法。在物理教學中教師要特別注重以人為本,以學生為本。教師在課堂教學和管理中要善于分析、研究學生的需要層次和結構,強調學生的主觀能動作用,增強學生自我激勵、自我調控、自我完善的能力,讓學生體驗責任感和成就感,在愉快中完成學習任務。探究式實驗教學是指學生在教師的指導下,從學習和社會生活中選擇并確定研究的課題,用類似科學研究的方式,主動獲取知識、應用知識、解決問題。它具有自主性、開放性、實踐性、探究性。比課本上的實驗難度高,得到什么結果,都是有價值的。它的價值在于探究的過程和方法,更能充分展現出學生各方面的智力特長,有利于進行多元評估。
二、探究式實驗教學
物理教學的探究性是物理新課標的主要特征。傳統的實驗教學的設計過于強調實驗對物理知識的驗證。教師要改變實驗教學“照方抓藥”式的現狀,加強物理實驗的探究性設計。教師在教學中要引導學生發現學習和生產生活中的有意義的物理問題,根據具體情況設計解決物理問題的實驗方案,并予以評價和優化;通過實驗收集有關數據,并加以科學的處理;通過交流討論,分析綜合對實驗現象做出合理的解釋,得出科學的結論;初步認識實驗條件控制、數據定量處理、模型和假說等科學方法在物理教學研究中的應用。
三、八年級物理探究式實驗教學的主要環節
科學探究的形式是多種多樣的,其要素有:提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。八年級物理教師在實驗探究教學中可以給學生提供一些程序上的“工作單”,讓學生學習探究。結合八年級課堂實驗教學實際,比較好的形式有以下主要環節:提出問題―猜想與假設―設計實驗―進行實驗―分析和論證―評估與交流。探究式實驗教學的主要環節,為教師設計教學策略提供參考的框架,為教師有效地開展教學活動提供了幫助。實際教學過程中可以涉及全部,也可涉及部分,要根據實際適當安排突出不同環節的探究活動。現在引用義務教育課程標準實驗教科書八年級上冊《物理》第四章第三節(人民教育出版社)加以說明。
提出問題:水在沸騰時有什么特征?水沸騰后如果繼續加熱,是不是溫度會越來越高?
猜想與假設:可能的答案。
水在沸騰時有水泡,有熱氣,還有滋滋的響聲。
水沸騰后如果繼續加熱,溫度會升高/降低/不變。
設計實驗:
用酒精燈給水加熱直到沸騰。當水溫接近90℃時每隔一分鐘記錄一次溫度。在圖上作出水沸騰時溫度和時間關系的曲線。
分析和論證:
可以從這個實驗中得到什么結論?跟你猜想或假設有何差異?
評估與交流:
在實驗過程中是否有誤差?某些儀器(如燒杯,酒精燈)的使用方法是否正確?若驗證結果與自己設想的不同,原因在哪里?在實驗過程中是否發現了新問題?是否有繼續研究的興趣?
通過這個貼近生活的實驗,學生可以培養發現生活中物理現象的興趣和自主學習的習慣,了解生活中的物理現象,提高學習物理的興趣。
四、結語
隨著社會科技的快速發展,知識不斷更新,這就要求八年級物理實驗課堂教學也要與時俱進。以學生為主體,教師為主導,教學以提高學生的物理探究能力為目標。教師通過有效啟發,極大地激發學生的求知欲望。八年級物理教師平時要注意及時捕捉當地、當前的熱點問題作為課堂教學內容的背景材料,以激起學生學習的興趣,幫助學生較好地掌握知識,了解前沿,更好地提高師生之間的感情、態度和價值觀的教育。當然,八年級物理教師,也應該考慮到學生的接受能力。由于學生學習能力有差異,因此在實驗教學中實施探究式教學方法時,教師要能因材施教,依據不同學生得出的不同的實驗結果給出學生能接受的講解。總之,在八年級物理教學中實施探究式實驗教學,師生雙方受益,但對于實驗難度的把握也提出了新的挑戰,這種度的把握也要和學生的掌握能力相一致,這是值得深思的又一個難題。
參考文獻:
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[3]張立華.初中物理課堂教學中如何培養學生的創新能力[J].中國校外教育,2009:74.
關鍵詞: 中學英語聽力教學 聽力素材 教學方法 自主性學習
聽說讀寫是英語學習中必備的四項語言基本要素,其中,“聽”在這四則要素中冠居首位,因為語言的最初功能就是口頭交際。在日常交際過程中,人們主要通過“聽”和“讀”獲取信息,通過“說”和“寫”傳遞信息。從某種程度上說,聽力水平直接決定了表達和交流的質量。顯然,在英語學習過程中,提高“聽”的能力具有重要的現實意義。因此,中學教師如何在英語教學的啟蒙甚至中級階段培養學生良好的聽力習慣和技巧,對于學生今后的英語學習具有至關重要的影響。
1.聽力教學素材的選擇與擴充
教師需要針對中學生的能力特點和自身的專業素養,合理、準確地選擇課外補充材料。具體而言,優質的聽力補充材料應具有針對性強、難度適中及內容多樣化等特征。另外,教師還需要控制聽力補充材料的數量,力求精而簡,一是學生的英語學習課時有限,二是過重的學習負擔會引起學生對聽力學習的厭倦情緒,適得其反。
1.1語音素材的選擇
聽力練習的第一步是要正確地識別和把握音素。音素教學是教師聽力教學的重中之重,使學生養成正確的讀音規范將保證學生以后少走彎路,少犯低級錯誤。相反,如果教師不重視學生對單詞的讀音規范,那么一旦學生養成了錯誤的學習習慣,將很難糾正過來。
1.2語調素材的選擇
做到單詞發音準確只是聽力訓練的第一步。要想提高聽力水平,必須讓學生了解掌握語音在人們日常運用時發生的各種變化。在平時的聽力教學中,教師要引導學生理解不同語調說出來的話表達了說話者何種意圖、感彩、態度或言外之意,以正確理解說話人的真實意圖。以簡單的日常問候語“Good morning”為例,這句話不同的語調反映出來的感彩是不同的:高降調:正常的問候,熱情而富有感情;低降調:漫不經心的問候,感情冷淡;高調冠+低升調:高興而親切的問候。
1.3場景素材的選擇
讓學生熟悉原汁原味的英文社會交際場景對其聽力水平的提高有著重要的推動作用。就中學生的英語水平而言,筆者認為符合其聽力水平的訓練素材有美國之聲(Voice of America,VOA)網站每天更新的VOA Special English音頻和文本及經典聽力教材《聽見英國——英式英語實境聽力練習》。雖然內容對于中學生,特別是初中生而言難度稍大,但教師通過少量多次的滲透教學,能讓基礎較弱的初中生逐漸接受,并獲得進步。
2.聽力教學模式的選擇
在我國,早期傳統的聽力教學模式(Bottom-Up模式)無法避免課堂枯燥、乏味的本質,長期如此,必定挫傷學生的學習積極性。使學生的語言輸入量受限,學生學習語言的狀態是被動和消極的。在這種情況下,教師即使想盡辦法進行課外聽力素材的延伸工作,也無法改善這一局面。
在英語教學中教師要做的是根據課文內容涉及的場景幫助學生構建出一個知識框架,因為在這一過程中學生可能根據自己已有的知識推導出新的知識,沉淀出自己能夠接受的表達法。對于學有余力的學生而言,教師在課堂上構建的知識框架具有延展性,即他們完全可以通過“點—線—面”不斷深入,進一步延伸擴展該框架中的詞匯、短語和句子內容,為下一步更高級的聽力訓練做積淀工作。這種方法避免了所有的學生以同一種方式同時聽同一種材料,教師無法照顧到每一個學生的具體情況,這樣就會出現有的學生“吃不飽”,有的學生“吃不了”的現象。如此,在新型教學模式下,每個學生的潛能得到發揮,長處得到發展,困難得到解決。
3.結語
雖然英語聽力教學一直是中學英語教學的重點、難點,但是長久以來并沒有引起大家足夠的重視。教師想要提高這方面的教學質量,就應對自身的專業素養和責任心提出更高要求,即教師應充分注意聽力教學的階段性,根據學生的英語水平布置不同等級的教學任務,采取相對靈活的教學方法,因材施教。此外,教師還應加強學生聽力微技能的培養,注意將聽力教學與其他技能教學相結合,充分挖掘學生的自主學習潛力,做到既能“授人以魚”,又能“授人以漁”,如此教學相長,對教師的教學反思和學生的學結都將大有裨益。
參考文獻:
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關鍵詞 抗CD20單克隆抗體;人源化;ELISA;流式細胞術;藥代動力學
1 引 言
近年來,隨著抗體藥物應用的迅猛發展,該類藥物的藥代動力學(Pharmacokinetics,PK)與毒代動力學(Toxicokinetics,TK)研究成為一大熱點。目前,在抗體的PK研究中,定量分析方法主要依賴基于免疫微孔板的配體結合分析(Ligand binding assays,LBA)方法,如酶聯免疫吸附分析(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)、放射免疫分析(Radioimmunoassay,RIA)等[1,2]。此外,基于免疫相關技術的表面等離子諧振(Surface plasmon resonance,SPR)[3],Gyros[4,5],電化學發光(Electrochemiluminescence,ECL)[1,6]等定量分析方法也在快速發展。在免疫分析方法中,通常需要精制的抗原以及特異性的單克隆抗體用于生物基質中被分析物的捕獲與檢測。但面對各種層出不窮的新型抗體藥物,商品化的特異性單抗極少。因此,制備靶抗原、特異性抗體或抗獨特型(Idiotype,ID)抗體,往往成為生物分析方法建立乃至整個PK/TK研究的瓶頸。在此情況下,不依賴于精制抗原或特異性抗體的分析方法如流式細胞術(Flow cytometry assay,FCA)[7]、液相色譜 質譜聯用[8]等方法有望大大加快抗體藥物的研發進程。但這些方法的適用性及通用性尚有待于進一步考證。本研究建立了基于FCA的抗體藥物定量分析方法,并對其方法學以及在PK研究中的應用進行了考察。同時,對FCA法與經典的ELISA法進行了系統的比較。試圖對FCA法定量分析抗體藥物的方法提供較全面的評估,為后續該類藥物的研究提供實驗依據。
本研究選用重組抗CD20人源化單克隆抗體(rh anti CD20zumab)作為目標藥物。它是基于人 鼠嵌合型單克隆抗體利妥昔單抗(Rituximab)的結構進行人源化改造而成,其CDR區與利妥昔單抗一致。針對該抗體,以抗利妥昔單抗的抗ID抗體作為捕獲抗體(此抗ID抗體靶點為rh anti CD20zumab的CDR段),建立了靈敏高效的夾心ELISA法;同時,建立了基于B淋巴細胞表面抗原競爭的FCA法。在對兩種方法分別進行了全面驗證之后,利用兩種方法同時對獼猴靜脈滴注rh anti CD20zumab(30 mg/kg)后的藥代動力學生物樣品進行了分析。試圖研究和對比不同分析方法測得的藥物PK行為的異同,為抗體藥物PK的深入研究奠定基礎。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
Guava微毛細管分析儀(Easycyte HT,美國Millipore公司);超純水系統(美國Millipore公司);ZW A微量振蕩器(國華電器有限公司);超凈工作臺(東聯哈爾儀器制造有限公司);微量加樣器(德國Brand公司);4MK2洗板機(美國Thermo公司);MK3酶標儀(美國Thermo公司)。
rh anti CD20zumab(批號:20121101,純度>98%)和FITC標記的rh anti CD20zumab由上海醫藥集團有限公司提供;猴血清吸附HRP標記的山羊抗人IgG多克隆抗體(Bethyl公司,批號:A80 319P 15);抗利妥昔單抗抗體(AbD Serotec公司,批號:110213);人IgG(Rockland公司,批號:009 0102);小鼠IgG(Abcam公司,批號:ab37355);Wil2 S細胞由本實驗室保存。
2.2 藥代動力學實驗
健康獼猴4只,雌雄各半,體重(4.0±0.2) kg;于后肢外側靜脈滴注rh anti CD20zumab,0.5 h滴注完畢。于滴注前和滴注后10,20,30 min(滴注結束);1,2,3,4,5,6,8,10,12,24,36 h;2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,14,16,18,20,22 d在非給藥側后肢或前肢靜脈取血約2 mL,分離血清,于
Symbolm@@ 80 ℃保存待測。
2.3 實驗方法
2.3.1 雙抗體夾心ELISA法的標準曲線及質控樣品制備 用空白獼猴血清將rh anti CD20zumab標準品倍比稀釋至19.5~10000 μg/L;另用同樣方法單獨配制濃度為3750,500和100 μg/L的質控樣品;分析方法確證中,增加2個驗證樣品,濃度分別為5000 μg/L(ULOQ)和39.1 μg/L(LLOQ)。配制的標準標曲及質控樣品分裝后于
2.3.2 FCA的標準曲線及質控樣品制備 用空白獼猴血清將rh anti CD20zumab標準品倍比稀釋至2.0~400 mg/L;另用同樣方法單獨配制濃度為150,40.0和6.0 mg/L的質控樣品;分析方法確證中,增加2個驗證樣品,濃度分別為200 mg/L(ULOQ)和3.1 mg/L(LLOQ)。配制的標準曲線及質控樣品分裝后于
2.3.3 雙抗體夾心ELISA法測定血清中rh anti CD20zumab濃度 抗利妥昔單抗抗體每孔100 μL包被酶標板,4 ℃靜置過夜。取包被板封閉后,加入經稀釋液前處理(1∶100)后的標準溶液、各類質控樣品溶液及待測樣品,每個樣品設2個復孔,室溫孵育2 h。洗板3次后,加入猴血清吸附HRP標記的山羊抗人IgG多克隆抗體稀釋液100 μL/孔,室溫孵育1 h,洗滌液洗板6次后,每孔加入100 μL底物TMB(TMB濃縮液 TMB顯色液,1∶20,V/V),室溫避光反應13 min,加入1 mol/L H2SO4終止反應,50 μL/孔,立即用酶標儀在450 nm處測定吸光度,參比波長630 nm。
2.3.4 FCA測定血清中rh anti CD20zumab濃度 采用獼猴空白血清將待測樣品中rh anti CD20zumab按一定稀釋倍數稀釋至標準曲線范圍內,在未經稀釋液前處理的標準溶液、各類質控樣品溶液及待測樣品中加入等體積100 mg/L FITC標記的rh anti CD20zumab。取對數生長期的Wil2 S細胞,1000 r/min離心8 min,用PBS洗滌一次,計數,再用PBS將細胞密度調整至1.6×106 個/mL,將細胞懸液分至EP管中。將以上方法制備的標準溶液、各類質控樣品溶液及待測樣品加入分好細胞懸液的一次性管中;室溫振蕩孵育45 min后重懸于200 μL PBS中。GUAVA測定熒光強度。
2.4 結果計算
使用MicroCal公司Origin 7.5軟件對濃度對數和各管樣品響應值Y繪制標準曲線,四參數Logistic擬合(其中最高濃度點與最低濃度點為錨定點,不參與擬合計算):
其中,Emax和Emin分別為S 形曲線的最大值和最小值;EC50為50%響應值對應的濃度; Slope為斜率,即響應值隨rh anti CD20zumab濃度的變化率。用同一批次設置的標準曲線,計算樣品中rh anti CD20zumab濃度。
同時采用WinNonlin軟件計算獼猴血清中rh anti CD20zumab的PK參數。
3 結果與討論
3.1 方法學驗證
3.1.1 特異性 按照制備標準曲線的方法制成低濃度質控樣品(ELISA為0.10 mg/L, FCA為6.0 mg/L),并使其中含有高濃度(ELISA為5.0 μg/L, FCA為2000 μg/L)的小鼠IgG和人IgG,使用雙抗體夾心ELISA和FCA進行交叉反應實驗。由表1可見,兩種抗體的回收率及測量精密度(RSD)均在
藥代動力學研究可接受范圍內,顯示rh anti CD20zumab與小鼠IgG和人IgG抗體未發生交叉反應,這表明在獼猴血清中存在50和2000 mg/L 的小鼠IgG或人IgG時,均不會影響待測抗體的準確性,但FCA優于ELISA。
3.1.2 定量范圍和靈敏度 獼猴血清制備標準曲線,批間重復5次。由圖1可見,兩種方法的標準曲線都具有良好的線性和重現性。ELISA法測得的OD值直接反映rh anti CD20zumab的濃度,其定量范圍為0.04~5.0 mg/L;FCA測得的熒光強度間接反映rh anti CD20zumab的濃度,其定量范圍為3.1~200 mg/L。由此可知,FCA的靈敏度與ELISA相比, 靈敏度相差約兩個數量級,但以往研究表明,治療性抗體類藥物的給藥劑量往往可達到mg/kg級[9~11],因此FCA的靈敏度已足以滿足絕大多數該類藥物PK研究的要求。
圖1 ELISA法(A)和FCA法(B)測定的標準曲線(n=5)
Fig.1 Calibration curve using ELISA(A)and flow cytometry assay (FCA)(B)(n=5)
3.1.3 方法的精密度和準確度 選取兩種方法的定量上限(ELISA為5.0 mg/L,FCA為200 mg/L)和定量下限(ELISA為39 μg/L,FCA為3.1 mg/L)以及標準曲線的高、中、低(ELISA為3750,500和100 μg/L,FCA為150,40和6.0 mg/L)3個質控濃度評價2種方法的批內和批間精密度以及準確度。其中,精密度和準確度分別用RSD和RE值評價。從表2可見,ELISA的批內和批間RSD值分別小于19.5%和12.7%,FCA的批內和批間RSD值分別小于19.0%和15.4%; ELISA的RE在
之間。兩種方法精密度和準確度非常接近,且均滿足生物技術藥物PK研究要求。
3.1.4 稀釋線性 rh anti CD20zumab以30 mg/kg靜脈滴注于獼猴體內,給藥后一定時間內血清中的實際藥物濃度高于標準曲線的最高濃度,測定時需要進行稀釋后才能落入定量范圍內。因此需要考察稀釋方法。如表3所示,將已知濃度( ELISA為60.0, 30.0, 6.00和1.00 mg/L, FCA為800, 500, 500和300 mg/L)的rh anti CD20zumab標準品進行不同倍數(ELISA為500, 50, 5和2倍, FCA為50, 20, 5和2倍)稀釋后,其準確度均小于15%,滿足生物分析方法學要求。因此,對血漿樣品進行一定倍數(ELISA 為2~500倍,FCA 為2~50倍)稀釋后測定,兩種方法得到的結果仍準確可信。
3.2 ELISA和FCA測定獼猴給藥后血清中rh anti CD20zumab的濃度
獼猴經靜脈滴注30 mg/kg rh anti CD20zumab后,于不同時間點取血,采用ELISA和FCA分別測定血藥濃度。結果表明,給藥后血藥物濃度迅速上升,給藥30 min后(滴注完畢)血藥濃度達到最大值,其后逐漸下降,兩種方法都能檢測到給藥后22 d(大于4個半衰期)血液中的藥物。同時,兩種不同方法測定結果顯示出良好的一致性,如圖2所示。
3.3 ELISA和FCA測定獼猴給藥后血清中rh anti CD20zumab的PK參數
獼猴靜脈滴注30 mg/kg rh anti CD20zumab后,用ELISA和FCA測定經計算得到的主要PK參數如表4所示,兩種方法測定得到的獼猴體內PK參數高度吻合;統計學t檢驗結果表明,兩種不同方法測得的rh anti CD20zumab參數沒有統計學差異(p>0.05)。
4 結 論
以往研究中,在缺乏高親和力特異性抗體時,ELISA法進行定量分析常用多抗作為替代,但在純生物基質中,此類方法極易出現交叉反應, 從而影響其特異性[12];而FCA法在血清基質中受到的干擾更少,且樣品不需進行前處理,因此在樣品制備時更為方便,并且在數小時內即可完成一個分析批的樣品分析,大大縮短了分析周期。因此,FCA法是一種較為快捷、簡便、穩定且特異性高的檢測方法。對于大多數治療性抗體而言,在短期內難以獲得理想捕獲抗體,可以用FCA法代替ELISA法進行分析。但值得注意的是,采用FCA法進行PK研究時,盡量保證細胞活率>90%,同時每次使用的細胞密度應保持一致,減少批間誤差。
本研究結果表明,FCA法的LLOQ明顯高于ELISA法,即靈敏度相對較低。對給藥劑量相對較高(mg/kg水平)的治療性單克隆抗體類藥物,FCA法雖然具有明顯的優點和特點,但在面對給藥劑量相對較低的藥物(如細胞因子類藥物,給藥劑量通常在μg/kg水平)時,FCA較高的LLOQ可能會影響PK整體輪廓,尤其是濃度極低的末端消除相的描述。
同時,本研究中部分動物在末端消除期觀察到一個快速“椅狀”清除相(未顯示),這提示在動物體內可能存在抗原介導的抗體清除機制。如能結合藥物的藥效、抗藥抗體產生和組織分布的結果,將進一步闡述其PK/PD的相關性,并得到該抗體在體內吸收、分布、代謝和排泄的完整流程。這將為類似治療性抗體在體內PK行為的深入研究奠定基礎。
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一、以藥理學知識為基礎,突出臨床藥理學特色
臨床藥理學處于基礎藥理學與臨床藥物治療學的界面,由于藥物治療在現代治療中的優勢,臨床藥理學已成為當代醫學發展必不可少的部分。由于藥理學與臨床藥理學在很多內容上存在交叉部分又有很多不同,藥學專業學生在學習臨床藥理學前,已經系統地完成對藥理學課程的學習,那么如何對待臨床藥理學中的已學內容,如何安排內容的側重點,對于學生在有限學時間內掌握臨床藥理學的精髓具有重要意義。過多重復藥理學內容,會使課程乏味同時也失去了臨床藥理學的特色,但如果沒有藥理學基礎,對于臨床藥理學知識的理解也無從談起。因此,我們在教學過程中,通過對教學內容的安排進行反復探討,精選出符合藥學方向的教學內容,將授課的重點放在臨床藥理學的總論部分,包括臨床藥效學、臨床藥動學、新藥臨床試驗、治療藥物監測與給藥個體化、藥物不良反應及監測、特殊群體的合理用藥、藥物相互作用等。對各種疾病的臨床用藥,由于藥理學已經學習過,主要以各系統藥物為單位,采用病例討論或專題的方式來進行學習,內容就會變得生動起來。例如,心血管系統臨床用藥,可以以高血壓患者合并心絞痛、心力衰竭、心律失常的典型病例進行分析,這樣通過對病例中診斷、用藥、療效評價、藥物相互作用的分析,使學生掌握了整個心血管系統的藥物,并且從臨床用藥、選藥的角度使學生將分散的藥理學知識系統起來,有的放矢,更加明確如何正確用藥。例如,休克臨床用藥、水腫的臨床用藥等,則以專題的形式來講解,使學生對疾病的癥狀、病因、如何治療、如何選藥有了更系統的認識。
二、多種教學方法結合,使教學內容活起來
教師是傳道授業解惑者,學生是學習的主體,而教學方法則是教學過程中不可忽視的教學因素,教學方法是否恰當,直接關系到教學效果的好壞、教學質量的高低。隨著教學改革的提出與深化,多種教學方法應用于高等醫藥學教學中,而且取得了很好的教學效果,如PBL教學法、模擬教學法、互動式教學法、案例教學法等。教學中,教研室通過不斷的探索,在臨床藥理學教學過程中根據教學內容選擇靈活應用多種教學方法,使教學內容更加豐富、生動,主要采用的教學法有PBL教學法及案例教學法。
以問題為基礎的學習(PBL)是由美國神經病學教授Barrows在加拿大多倫多的麥克馬斯特大學首創,是以問題為基礎、以學生為中心、以教師為引導的一種新的教學方式。這種教學模式突破了傳統的“填鴨式”教學方法,充分調動了學生學習的積極性,培養了學生自主學習能力、實踐能力以及團隊合作精神。例如,在學習藥物的臨床研究一章,老師先設計問題:
1.何為GLP,中國GLP有哪些內容及要求?
2.如何設計藥物耐受性實驗?
3.如何設計藥動學實驗?
4.如何設計生物等效性實驗?
5.如何設計Ⅱ期臨床實驗?
6.Ⅱ期臨床實驗與Ⅲ期臨床實驗有何異同?
7.根據學習情況請設計一個藥物臨床實驗。
學生根據老師提出的問題,進行分組討論學習。課堂上老師根據學習情況,分組進行PPT匯報,老師根據匯報內容進行總結,再提出新的問題,根據新的問題學生再分組進行學習補充知識。通過PBL教學,提高了學生學習的積極性,使學生對課本知識理解的更加深刻。
案例教學法是一種問題導向教學法,是將理論知識與臨床案例緊密聯系的有效教學方式,可以使藥理學抽象內容感性化,能激發學生的學習興趣,增加學習的主動性,培養學生分析、解決問題的能力和臨床思維能力,提高學生綜合素質,因此被廣泛應用。成功的案例,有助于提高學生的積極性,學生由被動變主動,積極參與教學活動,對案例進行認真分析、討論、加深學生對所學知識的理解和掌握,培養學生的思維能力,真正架起基礎課與臨床課之間的橋梁,同時也促進教師提高教學水平,綜合素質,促進教學中師生互動。
三、應用多媒體教學,激發學生學習興趣
多媒體教學以其生動性、形象性、高效性和靈活性等特點,被逐漸應用到多種學科的教學中,臨床藥理學教學中應用多媒體更會使本來枯燥、難于理解的內容變得生動、易于理解和掌握。例如,在學習老年人合理用藥、兒童合理用藥、妊娠期合理用藥時,結合一些圖片、錄像來學習老年人、兒童、妊娠期婦女的生理學特點,進而學習其藥效學、藥動學特點就會更加容易理解。因此,多媒體的應用,會使臨床藥理學知識變得更生動,起到事半功倍之效。
四、理論聯系實際,提高學生實踐能力
臨床藥理學也是一門實驗性學科,因此在講授理論的基礎上,實踐操作也是必不可少的。具體辦法有:
1.開展臨床試驗方案設計,要求學生自選研究藥物,根據GCP的原理及規范,自行設計臨床試驗方案,使學生學會應用臨床藥理學的基本原理、知識指導新藥臨床試驗和進行藥品臨床科研設計,以及新藥相關資料的收集、整理和分析,對藥物的療效和安全性作出科學的評價。
關鍵詞: 藥理學 實驗教學 綜合性改革
提高學生素質,增強學生綜合運用知識解決實際問題的能力、動手能力及創新能力是高校教學永恒的命題。將學生創新能力培養納入實驗教學中是適應國家創新型人才培養的需要[1],實驗教學是學生接受實踐鍛煉和提高實踐能力的良好途徑,在素質教育和能力培養中具有不可替代的作用。
1.對藥理學實驗教學進行綜合性改革的背景及意義
《藥理學》是高等醫學的主干學科,是醫學與藥學、臨床醫學與基礎醫學的橋梁,對醫學生和藥學生均是關鍵的專業基礎課程。《藥理學》是一門以實驗為基礎的學科,藥理學理論的任何進展均要以嚴謹的基礎與臨床實驗證實,因此《藥理學》實驗課教學對于促進醫藥類本科生深入地理解藥理學理論知識,從而在以后的臨床工作和藥學服務工作中更好地運用藥理學知識是十分重要的。同時,由于醫藥類各學科的科學研究幾乎均用到《藥理學》實驗設計和實驗技能,因此良好的訓練對于醫藥類本科生進一步深造的科研工作是十分重要的。
不少院校同仁對《藥理學》實驗教學改革進行了多種有益的探索與實踐。廣州中醫藥大學將藥理學實驗教學整個過程分五個階段進行,由淺入深、由簡漸繁,進行“漸進性、探索性藥理學實驗課程”教學改革,不同層次學生均自第一階段起始,終止于不同階段,從而滿足不同層次教學的需要[2]。內蒙古醫學院在實驗教學中引入科研設計性實驗,將選題立項工作也交給學生自主完成[3]。有些院校強調采用現代教學手段例如多媒體教學、虛擬實驗教學等進行實驗教學改革[4]。北京中醫藥大學在本科生藥理學實驗教學中增加SCI論文的實驗設計,增強學生的自由探索科研意識,幫助學生掌握科研設計的基本原則與思路,結合采用實驗方案討論會等培養學生的創新思維,進行藥理學實驗綜合性、設計性實驗的教學改革與創新[5]。
2.我院《藥理學》實驗教學改革的探索與實踐
目前我校《藥理學》實驗教學方法仍主要采用傳統教學方法。課前實驗師準備好所有實驗所用藥品、試劑及儀器,實驗課堂上先由帶教老師講授實驗目的、原理、實驗材料、實驗方法,然后示教,最后學生在老師的引導下進行整個實驗,取得實驗結果,提交實驗報告。實驗項目基本為驗證性實驗,強調通過實驗教學加深對理論知識的理解和鞏固。應該肯定,現有的《藥理學》實驗內容及教學方法基本滿足教學需要,對本科生實驗技能的訓練和理論教學的鞏固作用基本符合大綱要求。但是由于《藥理學》實驗教學內容已經采用多年,實驗內容陳舊、單一,缺少綜合性、設計性實驗內容的安排,無法適應新形勢下對醫藥類人才培養的要求。因此,筆者對實驗教學進行了綜合性改革的探索與實踐。
2.1對現有實驗項目進行漸進性安排
現有的八個實驗項目,由易入難,每個實驗著重訓練不同的藥理實驗技術。第一次實驗組織學生分組觀看“藥理實驗基本技術”教學錄像,促使學生對藥理實驗技術建立一種初步感性認識。然后考察硫酸鎂不同給藥途徑的不同藥理作用,幫助學生深入理解給藥途徑對于藥效的影響,同時訓練學生灌胃及腹腔注射兩個最基本的實驗技術。第二次測定某藥物的LD50,該實驗為經典的藥理總論部分實驗,學生既可以復習上次訓練的技術,又可以深入理解藥物的安全性。第三次實驗進行有機磷農藥中毒與解救,訓練學生的家兔靜脈給藥技術,中毒及解救實驗結果的觀察能力,并對擬膽堿藥及抗膽堿藥的藥理作用及不良反應進行復習及深入理解。第四次考察巴比妥類藥物的中樞抑制作用,訓練學生對于中樞抑制藥篩選方法的掌握。第五次考察呋塞米的利尿作用,訓練學生對家兔的灌胃操作技術及靜脈注射技術。第六次考察糖皮質激素的抗炎作用,訓練學生肌肉注射操作。原有的家兔離體平滑肌運動實驗及家兔血壓實驗整合進新研發的藥理學綜合性、設計性實驗內。整個藥理學實驗課程安排在第七周開始進行,以配合《藥理學》理論課教學進度。
2.2《藥理學》綜合性、設計性實驗的開發
選擇“β-受體阻斷藥(普萘洛爾)對高血壓、心律失常及呼吸道平滑肌運動的影響”作為實驗項目,訓練學生獨立自主完成實驗的能力,包括查詢文獻、設計實驗方案、分組討論、優化方案、準備藥品及儀器、進行預實驗、正式實驗、結果觀察與分析及總結等各項能力。由此,我校醫藥本科生將獲得有關藥效學實驗全程的嚴謹訓練,從根本上提升我校學生的培養素質。
2.2.1普萘洛爾對高血壓的降壓作用。家兔麻醉后,固定,頸動脈插管測定血壓,通過RPMI6240生物機能實驗系統描記血壓曲線。先分別給予腎上腺素、去甲腎上腺素造成高血壓動物模型,然后耳緣靜脈注射給予普萘洛爾,觀察普萘洛爾對血壓的影響。
2.2.2普萘洛爾對心律失常的作用。大鼠麻醉后,固定,針型電極插入大鼠四肢皮下,連接RPMI6240生物機能實驗系統,選用II導聯,描記正常心電曲線。頸外靜脈插管,給予氯化鋇至心律失常,記錄心律失常持續時間。取另一大鼠重復上述操作,誘發心律失常后給予普萘洛爾,考察心律失常發生時間或持續時間變化,評價普萘洛爾的抗心律失常作用。
2.2.3普萘洛爾對呼吸道的作用。豚鼠處死后取出氣管,制備氣管螺旋條,放入盛有克氏液的麥氏浴管中,張力換能器連接于RPMI6240生物機能實驗系統,描記豚鼠離體氣管的收縮曲線,觀察給藥前后收縮幅度、張力及收縮頻率的變化。
3.結語
本研究通過對現有藥理學實驗項目進行重新整合與修訂,強化對本科生的基本實驗技能及操作技術的訓練,保證學生通過認真完成藥理學經典驗證性實驗,熟練掌握基本實驗技能,并具有必要的觀察能力。在此基礎上,增加綜合性、設計性實驗,并采用PBL教學法引導學生自主設計實驗方案,自己準備試劑、儀器,自行完成實驗并對結果進行處理、分析。通過本實驗教學改革的探索與實踐可以調動學生的學習積極性,促進學生更好地理解與掌握藥理學知識與技能,培養學生獨立思考、解決實際問題的能力,從而增強教學效果,培養適應科研、臨床、藥學服務工作需要的本科畢業生。
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1網絡藥理學的概況
在過去的10多年中,新藥研發的失敗率不斷增高,面臨困境[6],這不是技術問題,而是哲學問題,與疾病相關單靶點高選擇性藥物設計的主導思想是同時發生的。隨著現代生命科學技術的發展,人類對疾病的生物學本質認識不斷深化,西方醫藥界逐漸認識到多基因、多環境因素及其相互作用引起的復雜性疾病。2007年,AndrewLHopkins提出了網絡藥理學,將成為新藥研發領域里新的發展方向[7-8]。網絡藥理學是在系統生物學和多向藥理學快速發展的基礎上建立起來的,它是在生物網絡中各生物實體(疾病、表型、基因、靶標、藥物等)相互作用的基礎上,通過系統分析方法,觀察藥物對生物網絡的作用和影響,使藥物的研發更能針對疾病的實際情況,提高研發成功率。
網絡藥理學理解復雜的生物系統不僅僅需要實驗,同樣也需要計算方式的支撐。計算方法能夠使網絡藥理學在復雜生物相互作用網絡中獲取整體、機制性信息,并能夠發現新藥靶標以及特效藥的組合。盡管在網絡藥理學中的計算方法還處于實用建模和理論探索階段,但是它已經為制藥業面臨的關鍵科學問題提供了一個很好的基礎。網絡藥理學概念出現比較晚,但是其內涵已經在藥理學實際應用中出現,作者概括了藥物靶標識別、疾病關聯基因發現等方面的研究,總結其方法主要有5個類型的計算方法:網絡拓撲分析、靶標準則分析、分類分析、聚類分析和回歸模型分析。
網絡藥理學采用文本數據挖掘(textmining)、知識發現(knowledgediscoveryofdatabase,KDD)、網絡分析(networka-nalysis)等技術探索生物實體之間潛在的未被發現的關系,如構建疾病靶標的二部圖網絡,其中節(頂)點(vertex)代表疾病或靶標,邊(edge)代表節點間的相互作用關系,即若2個節點以邊相連,則其具有某種特定的關系,反之,則認為無相互作用或潛在未被發現關系。這種靶標網絡體系具有評價疾病的發生發展狀態,藥物對疾病靶標網絡的干預與影響預測等功能。網絡藥理學多以生物學數據庫為處理對象,如在蛋白質相關的HPRD[9],BIND[10-11],DIP[12]等;與遺傳、性狀及其基因相關的OMIM[13];藥物研發方面的DrugBank[14]。
網絡藥理學采用這些生物學數據庫,能夠從系統生物學角度,理解“疾病表型-基因-靶點-藥物”相互作用網絡的基礎上,通過計算分析方法,來觀察藥物對病理網絡的干預與影響,使研發的新藥更接近于疾病的實際情況。它對人類疾病的認識具有系統性、動態性以及相互作用等特點,藥物干預機體靶點,調節機體平衡,從而達到治療作用。
2中藥網絡藥理學的概念及其特點
傳統中藥強調“藥有個性之特長,方有合群之妙用”的組合應用形式,重視“君臣佐使,七情合和”的組合效果,中醫藥被認為是古老又經典的系統生物學[15-16],開展中藥網絡藥理學的研究能夠明確中藥的藥效物質基礎和作用機制,提高中藥的研究水平。中藥網絡藥理學既需要借鑒網絡藥理學的技術和手段,又需要結合中藥本身的特點。相比較西藥而言,中藥具有2個特點:一是中藥具有針對證候進行治療的特點。但是,網絡藥理學是西方學者提出來的,它是以現代醫藥學數據庫為基礎,通過網絡方法進行構建的。所以進行中醫藥與現代醫學進行嫁接是中藥網絡藥理學的一個橋梁,病癥結合是一個行之有效的方法。二是中藥具有多成分綜合作用的特點。中藥常用的用藥形式是方劑,由成百上千個化合物組成。但是,中藥大多數是口服制劑,必須經過吸收、分布、代謝、排泄過程,即ADME過程,到達靶標器官、靶組織而發揮作用。有些化學成分在體外藥理活性必經強,但是由于生物利用度很低,在體內很難達到有效治療濃度,有些成分經過腸內菌或者肝臟代謝以代謝產物發揮作用。所以,網絡藥理學必須與體內ADME過程相結合,才能更好提高中藥的研究水平和切合中藥的實際情況。
3基于體內ADME過程和網絡藥理學的中藥現代研究思路
中藥在中國以及亞洲地區被廣泛應用,也引起世界廣泛關注。但是,中藥研究仍然面臨許多困境和問題,其中2個問題最關鍵:一是藥效物質基礎不明確,二是藥理作用及其作用機制不清楚。兩者之間相輔相成,相互促進,只有明確藥效物質基礎,才能更好的闡釋其藥理作用及其作用機制,只有明確藥理作用才能更好的辨識有效成分。作為中藥的藥效成分應該具有2個方面的屬性:一是具有藥理作用或者與藥理作用相關聯;二是該成分在體內具有適宜的藥代動力學特征。網絡藥理學與體內ADME過程相結合對開展中藥藥效物質基礎及其作用機制是一條確實可行的途徑,其研究思路見圖1。中醫藥最常用的用藥形式是方劑,由君、臣、佐、使組成,是十分復雜的化學體系,通過化學分離、分析的方法研究中藥方劑的化學成分,包括定性、定量分析等,建立方劑的化學成分信息庫。20世紀90年代,我國學者王喜軍教授認為入血的成分才真正是中藥的有效成分,提出“中藥血清藥物化學”的研究方法[17],關注中藥在體內的移行成分,并迅速得到了廣大學者的廣泛認可。對于中藥方劑,通過高通量的定性、定量分析獲得外源性藥物本身及其所有代謝產物隨時間和空間(各個組織)的動態變化情況,藥物及其代謝產物各種代謝途徑、方式的信息和藥代動力學的各種參數等,研究方劑的體內ADME過程,獲得方劑的代謝指紋,明確入血成分(包括原型成分及其代謝產物)以及到達靶器官、靶組織或者靶蛋白的成分,即達靶成分。但是,如果這些成分沒有合適的藥代動力學特征,例如生物利用度很低,沒有達到最低有效濃度,或者消除太快,很快被排泄,對于這些成分很難被認為是有效成分。所以必須進行藥代動力學的特征分析,獲得具有適宜的藥代動力學特征的入血成分和達靶成分(包括原型成分及其代謝產物)即藥代標示物(PK-marker,PK-M)[18]。然后,對以生物學醫學數據庫為處理對象,通過文本數據挖掘、知識發現、網絡分析等技術構建與疾病/證候的相關的網絡靶標。再次,對藥代標示物進行計算機靶標的虛擬篩選,與方劑治療病癥/疾病的網絡靶標進行分子對接,評價藥代標示物對靶標蛋白的作用位點及其作用力,從而預測方劑對疾病靶標網絡的干預與影響等功能,有效闡釋方劑的藥效物質基礎及其作用機制。
4中藥ADME研究內容介紹
4.1計算ADME高通量篩選中藥是一個十分復雜化學體系,基于體內過程發現中藥的有效成分群是一條確實可行的途徑,通過計算的方法進行虛擬篩選,進行有效成分群辨識是一個簡單快捷的方法之一。藥物的藥代動力學性質是與其理化性質密切相關的,Lipinski等[20]早在1997年根據化合物的結構及理化性質總結預測藥物口服吸收的“五倍律”定律。Ekins等[21]曾在220屆美國化學年會的報告中總結了當前應用計算機構建的預測化合物ADME性質的一些模型,其中包括StephenJohnson應用回歸樹和神經網絡方法構建的預測藥物血清蛋白結合的模型,WilliamEgan應用統計模式識別方法預測藥物的被動小腸吸收,BerndBeck用半經驗定量方法構建的預測藥物血腦屏障通透性的模型等,但這些方法的一個共同不足就是都是基于化合物的二維結構來預測。從化合物的分子場中相互作用的能量計算出化合物的性質,并將此方法應用于根據化合物的三維(3D)結構計算預測其理化性質及藥代動力學性質是一種全新的方法[22]。VolSurf軟件就是將從化合物的3D結構圖中提取的相關信息,轉換成幾個容易理解和解釋的描述符(參數),用這些描述符來構建一個用化合物的3D結構解釋其生物學行為的多變量預測模型[23]。通過計算進行中藥的ADME虛擬高通量篩選,為中藥藥物代謝物組學研究提供預測,使之研究更有針對性和目的性。
4.2體內過程的試驗研究
4.2.1血清和組織藥物化學日本學者田代真一基于“人體胃腸道中寄生菌群能夠通過水解苷類物質獲得能量來源,中藥產生生物活性的成分可能是中藥經過菌群代謝之后的產物”的想法,提出了“血清藥物化學”的概念[24],我國學者對“中藥血清藥物化學”進行系統研究。中藥血清藥物化學正是通過研究中藥或復方口服后被吸收入血的各個移行成分,來間接、快速地篩選有活性的藥效成分,探明移行成分與傳統療效的相關性,同時對闡明中藥及復方的作用機制、生物轉化和代謝等過程,以及對藥理、毒理的進一步研究有一定的輔助作用[25]。王喜軍等[26]對茵陳蒿展開研究,發現其給藥血清中主要藥源性物質6,7-二甲氧基香豆素,并通過藥效學試驗發現其具有利膽、抗炎、利尿、降血脂等藥效,從而證明其是茵陳蒿的有效成分。中藥組織藥物化學研究,分析達到靶器官的移行成分,并對了解藥物濃度高、蓄積時間長的組織和器官,以及在藥效或毒性靶器官的分布等。通過對血清和組織中移行成分與疾病的網絡靶標進行分子對接,有利于從網絡藥理學角度,系統的闡釋中藥的藥效物質基礎和作用機制。
4.2.2多成分的藥代動力學研究中藥藥代動力學起步較晚,多成分藥代動力學研究一直是中藥研究的難點問題之一。靶標分析是中藥藥物代謝物組學研究的常用方法,尤其是對在中藥中大量存在、具有合適的藥代動力學特征以及具有與藥效相關的藥理活性的化學成分,即對藥代標示物[19]進行藥代動力學研究,對用它們表征復方制劑在體內吸收、分布、代謝、排泄的動態變化規律及其體內時量關系、時效關系,并用數學模型提供藥代動力學參數。同時整合藥代動力學是中藥藥代動力學研究方向,整合機制研究是難點,筆者認為以“組效關系”[27]為核心開展整合機制研究將會突破這個難點。通過這些研究,可為藥物的初步篩選、劑型設計、質量評估及給藥方案的制訂提供依據,可合理地指導臨床用藥,同時藥動學研究對復方的組方、藥物作用機制及藥物相互作用等也可提供基礎和依據。
關鍵詞:藥理學 綜合設計性 實踐教學體系 構建 實踐
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2014.01.034
1 “藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系的構建與實踐的基礎
“藥理學”是聯系基礎醫學與臨床醫學之間的橋梁學科,具有較強的實踐性,為此我們“藥理學教研室”開設了《藥理學》(藥學、醫學、護理專業)、《臨床藥理學》(藥學專業)和《中藥藥理學》(中藥方向)課程。根據本學科的特點,在整個教學內容的安排上,注重理論聯系實際,在實踐教學中開設了《藥理學實驗》、《臨床藥理學實驗》和《中藥藥理學實驗》課程。
目前,我們“藥理學教研室”的理論和實踐教學局面是:理論課程和實踐課程的比例為21,《藥理學實驗》、《臨床藥理學實驗》和《中藥藥理學實驗》三門課程各自獨立的開設,各自有各自的任課教師;這種理論和實驗21的教學方式在以往取得了非常顯著的教學效果,目的是為了培養學生初步科研能力、獨立思考及實驗操作能力。
但隨著社會發展,社會對綜合性素質人才的需求,以及學校擴大招生及其教育經費投入相對緩慢等原因,《藥理學實驗》、《臨床藥理學實驗》和《中藥藥理學實驗》隨理論課單獨開課這種模式使得實踐教學環節分散,很難體現藥理學學科內的連續性,各自為戰的實驗課程間,既不能使學生得到跨課程、多技能的綜合訓練的培養;也不能突出“藥理學學科”系統教學及多課程交叉的特點;更會在設計、操作實驗過程中浪費大量的精力和財力。
例如以往的《藥理學實驗》和《中藥藥理學實驗》只單一以健康正常動物為實驗對象進行藥物藥效學研究,觀察動物整體對藥物的反應,或離體器官、細胞、微生物對藥物的反應,而藥物的藥代動力學的實驗內容又放在《臨床藥理學實驗》課程中進行,這樣既沒有對同一藥物做到藥效學和藥動學的整體統一的藥理學實驗,同時又在設計、操作實驗過程中浪費大量的精力和財力,更不能很好地將各門課程有機聯系起來。因此,在保證原有實踐教學的基礎上,重新整合實踐教學資源;探索構建“藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系很有必要。
2 “藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系的教學實踐的內容
科學合理地設計實驗內容是達到最佳教學效果的關鍵。在既定并已完善的教學目標指導下,充分吸納先進的實驗技術和手段,力求實驗教學內容與大學生就業、社會需求密切聯系,編寫《“藥理學”課程群綜合設計性實驗教學大綱》。而不能簡單將《藥理學實驗》、《臨床藥理學實驗》和《中藥藥理學實驗》融合在一起而作為實驗的項目及內容,而是在保證基本教學內容的基礎上重點突出“藥理學學科”的特色,通過就業單位的實地調研,合理調整、安排實驗項目,實現實踐教學內容與大學生本科實習及未來職業的無縫銜接。
3 “藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系的教學實踐的方法
首先根據《藥理學》、《臨床藥理學》和《中藥藥理學》課程教學內容設計藥物藥效學和藥物動力學實驗所涉及的動物、儀器、設備、試劑、實驗方法、步驟、預期的實驗結果及可能出現的誤差等。
實驗前帶教教師應據實驗教材簡單介紹實驗所涉及的理論內容和本次實驗的基本實驗方法及注意事項,然后讓學生詳細閱讀實驗指導中的本次實驗內容,一個實驗組的學生應據實驗內容充分討論并做出實驗具體操作分工,充分發揮學生主觀能動性。在實驗室過程中,指導教師應及時指出和糾正學生的操作錯誤。
由于綜合設計性實驗時間較長,可采取分段分次完成,每次實驗3~4小時。整個實驗結束,應保管好每組實驗原始記錄,以一個實驗班40人、10組實驗數據為樣本整理分析實驗結果,寫出實驗報告,并由指導教師和學生一起對實驗過程和結果進行討論、分析和總結。
4 “藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系構建的創新點
第一,“藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系的構建,重視知識的系統性和相融性,能幫助學生理清“藥理學學科”的專業脈絡,促進知識的融會貫通。
第二,“藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系的教學實踐內容與藥品研制、使用的實際過程相符合,通過課題選擇、文獻檢索、實驗方案的設計、修改、執行、優化和實驗結果分析等過程,可讓學生對藥品的科研和臨床進行一次有意義的模擬演練。
5 “藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系的構建與實踐的意義
“藥理學”課程群綜合設計性實踐教學體系的構建與教學實踐,使學生對“藥理學學科”知識有了更加系統、全面的了解;節約了教學資源,注重了在教學內容上各課程間的銜接,增強了整個學科的連貫性,培養了學生的綜合素質和綜合動手操作能力;降低了學生對未來職業的盲從性,使學生能夠盡早適應就業環境和社會的需要。
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作者簡介:張忠泉,男,教授,碩士研究生導師,河南大學藥學院,河南開封 475004
徐玫,河南大學藥學院,河南開封 475004
【關鍵詞】
藥理學;教學法
《藥理學》是高等醫學院校學生的重要基礎課之一,也是連接基礎醫學與臨床醫學的橋梁課程。傳統的以老師講、學生聽為主的填鴨式教學模式難以適應當代醫學知識的飛速發展,不能有效調動學生學習的積極性,在教學過程中嘗試把靈活多樣的教學方法引入課堂,以提高教學效果。
1 多媒體演示教學法
藥理學的內容復雜,其中的許多概念和理論不僅抽象,而且難以理解,因此采取有效的學習方法,提高藥理學學習的效率,成為醫學教育工作者的重要工作。我們在藥理學部分章節教學中利用多媒體課件,以flash的動畫形式,展示出藥理學復雜的內容。
例如,在膽堿受體激動藥毛果蕓香堿的學習過程中,藥物為什么能降低眼內壓?什么是調節痙攣?此時眼睛是一種什么狀態?單純通過講解學生很難理解,筆者在教學過程中將藥物滴眼過程制作成flas,將用藥后虹膜變化、房水回流影響及晶狀體曲度變化形象、生動的演示出來,便于學生理解、記憶。
多媒體演示法讓學生通過生動、直觀的動畫,理解藥理學的內容,掌握藥理學的原理,是學習藥理學的一種有效教學方法。
2 任務驅動教學法
“任務驅動教學法”是一種建立在建構主義學習理論基礎上的教學法,它將以往以傳授知識為主的傳統教學理念,轉變為以解決問題、完成任務為主的多維互動式的教學理念;將再現式教學轉變為探究式學習,使學生處于積極的學習狀態,每一位學生都能根據自己對當前問題的理解,運用共有的知識和自己特有的經驗提出方案、解決問題。
例如,在學習有機磷酸酯類中毒及解救時,教師在學習之前先布置學習任務:①有機磷中毒的表現。②有機磷中毒的解救。學生以小組為單位,上課之前通過查找資料搜集有關知識,課上分角色扮演展示患者中毒及就醫過程,并由學生相互進行評價,教師在學生遇到困難時可以加以指導,最后進行總結。
任務驅動是在學習過程中,學生在教師的幫助下,緊緊圍繞一個共同的任務活動中心,在強烈的問題動機的驅動下,通過對學習資源的積極主動應用,進行自主探索和互動協作的學習,并在完成既定任務的同時,引導學生產生一種學習實踐活動。在這個過程中,學生還會不斷地獲得成就感,可以更大地激發他們的求知欲望,逐步形成一個感知心智活動的良性循環,從而培養出獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。學生學習以小組為單位,還能培養他們的團隊協作能力。
3 列表比較教學法
藥理學中某些藥物具有相似的藥理作用或應用,但又略有差異,學生在學習時很容易混濁,教師在教學時可以通過列表比較區分兩者不同。
例如,中樞鎮痛藥嗎啡和解熱鎮痛抗炎藥阿司匹林都具有鎮痛作用,教師可以通過列表比較兩者在作用部位、作用強度、作用機制、不良反應等方面的區別。抗精神病藥氯丙嗪和解熱鎮痛抗炎藥阿司匹林都具有降溫作用,教師可以通過列表比較兩者在作用機制、作用效果及應用等方面的區別。
列表比較法可以強調區別,加深學生印象,適用于記憶過程中易于混濁藥物的學習。
4 病案分析教學法
病案教學法是將病案引入藥理學教學,課上由老師舉出病案,提出問題,學生分析思考,解決問題。
例如,文[1]中提出了《鎮痛藥》、《抗高血壓藥》、《抗慢性心功能不全藥》、《利尿藥》等章節后,引人了一個綜合病案(詳見文[2]),通過病例設計系列討論題① 氨茶堿為什么能用于急性左心衰?藥理作用機制是什么?②乙酰毛花苷用于急性左心衰的藥理學基礎是什么?作用機制是什么?③ 利尿藥分為哪幾類?利尿機制是什么?本例中為什么用呋塞米?④地塞米松用于急性左心衰的機制是什么?⑤硝酸甘油用于急性左心衰的藥理機制是什么?⑥嗎啡用于用于急性左心衰的機制是什么?使用中應注意什么?
這種教學方法可以提高學生理論聯系實際的能力,培養學生科學和獨立獲取知識并綜合分析的能力,為今后醫學工作奠定基礎。
5 口訣教學法
利用語言的韻律和節律,可將某些枯燥繁雜的理論內容編成口訣。口訣簡潔明快,順口押韻,可將零碎的內容有條理的歸納起來,化繁為簡。
藥理學中有很多這樣的口訣。例如,在學習抗癲癇藥時,多種藥物作用相似,應用又有所不同,把它總結為口訣:苯巴、苯妥醫大;乙琥、丙戊治小;卡馬西平管精神;大小精神都能治,以選丙戊酸鈉好。
口訣教學法有助于消除機械記憶的苦澀與艱辛,朗朗上口,便于記憶并可提高學生學習的趣味性。
6 實驗教學法
實驗教學與課堂教學、多媒體教學相比,具有不可替代的作用,它不僅可以培養學生觀察、分析問題的能力,還是鍛煉學生動手能力的重要途徑,是激發學生探索興趣的切入點。
例如,腎上腺素受體激動藥腎上腺素、去甲腎上腺素、異丙腎上腺素對機體血壓影響都有升壓作用又都不相同,在實驗“傳出神經系統藥物對家兔血壓影響”中,通過家兔手術,分離頸總動脈,鍛煉學生的動手能力;通過給予家兔不同藥物,觀察家兔血壓變化,總結不同藥物對家兔血壓的影響。
實驗教學不僅使學生的主動性和積極性得以發揮,還增強了他們的實際動手能力,并加深了對理論知識的理解和掌握,達到了提高學生綜合素質的目的。
總之,在藥理學的教學實踐中,我們運用了多種教學方法。目的是為了調動學生對藥理學的積極性和主動性,并讓學生能融會貫通。當然在藥理學的教學過程中運用的教學方法還有很多,我們也一直在探索研究嘗試中。教師可應根據自己和學生的實際情況,結合教學內容,在不同章節選用不同的教學方法,提高教學效果。
參考文獻