劉 潔,米亞靜,張 妮,茍興春
(西安醫(yī)學院基礎醫(yī)學部,陜西 西安 710021)
精準醫(yī)學(Precision medicine)是以個體化醫(yī)療為基礎、隨著基因組測序技術快速發(fā)展以及生物信息與大數據科學的交叉應用而發(fā)展起來的新型醫(yī)學概念與醫(yī)療模式,涵蓋了精確、準時、個體化和共享的含義[1]。精準醫(yī)學重視疾病的深度特征和治療藥物的高度精準性,是在對人體、疾病和藥物深刻認識的基礎上,把個體化醫(yī)療和遺傳學檢驗技術結合起來的高水平醫(yī)療技術,是未來醫(yī)學發(fā)展的方向。因此,精準醫(yī)療對醫(yī)學遺傳學實驗教學內容和方法提出了新的要求。
醫(yī)學遺傳學是研究遺傳病的發(fā)病機制,相關診斷、防治和治療的學科。隨著生命科學技術的進步,遺傳病的診斷手段趨于多樣化。因此,構建與遺傳病診斷、預防和咨詢相適應的三位一體實驗課模塊有助于醫(yī)學生更好地掌握傳統(tǒng)與現(xiàn)代的遺傳學實用知識和技能,能夠適應未來精準醫(yī)學的發(fā)展。
1.1細胞遺傳學模塊:X染色質制備、G染色體制備及核型分析是細胞學診斷的關鍵技術。在臨床上,X染色制備檢測性別和性染色體異常的疾病。該實驗比較簡單,學生可以獨立完成,重點強調其臨床意義。染色體制備及核型分析在染色體病和產前篩查中廣泛應用。該實驗從抽取學生的外周血進行無菌細胞培養(yǎng)開始,收獲細胞并制片由學生自己獨立完成,教師只強調每一步注意事項。在G顯帶染色體標本制作過程中,胰酶消化和吉姆薩染色是實驗成敗的關鍵。放手讓學生嘗試配制胰酶溶液和吉姆薩染液,學生分組摸索最佳的消化和染色時間,培養(yǎng)其獨立操作、分析問題和解決問題的能力。 細胞遺傳學技術精準性高,是染色體檢查的金標準,是醫(yī)學遺傳學實驗課程中必須要涵蓋的內容。今后從事臨床或醫(yī)學檢驗工作的學生必須具備的專業(yè)知識與技能。
1.2分子遺傳學模塊:隨著分子遺傳學的快速發(fā)展和分子生物學技術的進步,實驗課應適當加入人類基因組DNA提取、PCR擴增技術等。通過實驗的完成,學生明白DNA提取技術和PCR擴增技術的原理。這對于學生理解基因診斷、基因治療、親子鑒定、法醫(yī)學鑒證等內容具有促進作用。
進入21世紀以來,隨著人類基因組計劃的完成(Human genome project, HGP)和高通量測序技術的發(fā)展,使人們對于遺傳病的認知和診斷達到了空前的高度。通過中低中高通量篩選技術,結合圖位/功能候選的方法和全基因組關聯(lián)分析等方法,識別定位致病基因或易感基因位點和區(qū)域,以及揭示與疾病發(fā)生相關的遺傳易感標記物及藥物敏感/抵抗標記物,為個體化精準醫(yī)療的實施提供了可靠的線索[2]。因此,實驗課設置以苯丙酮尿癥為例,通過人類孟德爾遺傳數據庫(OMIM)查找相關的疾病信息,包括遺傳模式信息、致病基因(PAH)位置和結構、突變方式、臨床癥狀、有關預防、診斷(臨床診斷、生化診斷和基因診斷)和治療手段。通過對一種遺傳病的深入系統(tǒng)學習,培養(yǎng)學生的生物信息利用與查找能力和自主學習與研究的能力。
1.3遺傳咨詢模塊:教師根據教學內容和教學目的精選各類型遺傳病的幾個常見病例。例如單基因病中的地中海貧血、多基因遺傳中的阿爾茨海默癥;染色體病中的唐氏綜合征;體細胞遺傳中的胃癌等。首先,學生自主查閱相關疾病的資料并分組討論某中國遺傳病遺傳基本規(guī)律和基本原理,能夠掌握家系譜的繪制和分析方法,遺傳病的傳遞方式和特點,對疾病的診斷和治療等。其次,通過情景模擬和角色扮演呈現(xiàn)各組的討論情況,教師對學生在此過程中的表現(xiàn)進行點評和指導。最后,學生上交一份完整的咨詢報告,內容包括患者的主訴、病史、體檢及遺傳檢查報告、家系譜分析以及對疾病的診斷、治療等處理措施和意見[3]。
通過遺傳咨詢實驗模塊,增加了學生的主觀能動性、主動獲取更多的知識并綜合運用,鍛煉了學生的問診技巧、綜合運用各學科知識分析解決臨床問題的能力及與患者溝通的技巧。
2.1三位一體的實驗課模塊既保留經典的、一直在臨床運用的細胞遺傳學診斷技術,又涵蓋分子生物學和生物信息學從基因的層面對遺傳病的分析,并以遺傳咨詢的方式整合與內化所學遺傳病知識和技能。這種模式將理論聯(lián)系實驗、實驗聯(lián)系臨床,學生不僅對醫(yī)學遺傳學內容有深入的理解與運用,還能結合前沿梳理更多的生物醫(yī)學信息,完善自身的遺傳學知識結構體系,同時學以致用,順應精準醫(yī)學的發(fā)展方向。