病原生物學(xué)與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)由醫(yī)學(xué)微生物學(xué)、人體寄生蟲學(xué)與醫(yī)學(xué)免疫學(xué)的實(shí)驗(yàn)組成，我校在教學(xué)改革中已將其作為一門獨(dú)立課程進(jìn)行開設(shè)，隨之而來的是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，包括實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的增設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的完善等。然而，由于病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)象多為具有潛在生物安全的病原體，同時(shí)開展免疫學(xué)的一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需試劑昂貴（如抗體），以及一些臨床標(biāo)本不易獲得。因此，真實(shí)實(shí)驗(yàn)的開展較為困難，或者在上課的時(shí)間內(nèi)難以得到較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。模擬實(shí)驗(yàn)是在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的情況下，使用與真實(shí)實(shí)驗(yàn)相似的替代物，讓學(xué)生模擬真實(shí)實(shí)驗(yàn)來完成相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作。本文就我校病原生物學(xué)與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心開展的部分模擬實(shí)驗(yàn)做一介紹，供同行交流和借鑒。

1 模擬實(shí)驗(yàn)的發(fā)展背景

在培養(yǎng)醫(yī)學(xué)實(shí)踐能力與創(chuàng)新素質(zhì)的高等醫(yī)學(xué)人才的目標(biāo)下，病原生物學(xué)與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)作為一門獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)課程，它的主線是引起臨床感染性疾病的病原體與相關(guān)的免疫學(xué)診斷。通過該門課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生在理解理論知識(shí)的同時(shí)，掌握微生物與寄生蟲相關(guān)的研究方法與基本技能，培養(yǎng)學(xué)生以后對(duì)臨床微生物與寄生蟲檢驗(yàn)的初步認(rèn)識(shí)[1-2]。我部門為滿足人才培養(yǎng)需要，積極開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革：除病原體形態(tài)與基本技能訓(xùn)練外，積極推出綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。此類新增的綜合性設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)采用以問題為基礎(chǔ)的教學(xué)模式，以小組為單位隨機(jī)抽取典型臨床感染性疾病病例，模擬臨床診治過程，提出相關(guān)的問題，再運(yùn)用第一階段學(xué)習(xí)的基本技能驗(yàn)證診斷結(jié)果[3]。

教育模式改革隨之帶來的是原實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新與補(bǔ)充。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，例如革蘭染色觀察細(xì)菌形態(tài)、寄生蟲成蟲或蟲卵形態(tài)觀察、殺菌抑菌實(shí)驗(yàn)、E花環(huán)實(shí)驗(yàn)、細(xì)菌無菌接種技術(shù)、人淋巴細(xì)胞分離技術(shù)等均已以驗(yàn)證或技術(shù)類為主，學(xué)生雖掌握相關(guān)病原體形態(tài)特征與理化性質(zhì)，但仍難以運(yùn)用到臨床病例的分析中。這是因?yàn)閷W(xué)生缺乏臨床疾病診斷的思維。因此在第一階段如能開展模擬臨床標(biāo)本的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，將對(duì)學(xué)生的臨床思維培養(yǎng)大有幫助。同時(shí)免疫學(xué)診斷技術(shù)發(fā)展日新月異，特別是免疫標(biāo)記技術(shù)在感染性疾病的診斷中具有重要作用，而該實(shí)驗(yàn)在我校仍是空白。因此，針對(duì)上述挑戰(zhàn)我校在結(jié)合實(shí)驗(yàn)室生物安全與實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本的基礎(chǔ)下，開展了若干模擬實(shí)驗(yàn)。

2 模擬實(shí)驗(yàn)的開設(shè)

2.1 抗酸染色法鏡檢結(jié)核分枝桿菌

抗酸染色法為目前臨床用于結(jié)核病患者確診，治療方案與判斷預(yù)后的重要細(xì)菌性檢查手段。染色原理與抗酸菌細(xì)胞壁特殊成分相關(guān)，是醫(yī)學(xué)院校微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)方法以卡介苗代替結(jié)核分枝桿菌野毒株，但目前卡介苗不易獲得（歸為I類疫苗進(jìn)行管理），因此，抗酸染色實(shí)驗(yàn)面臨被取消的可能。我校通過預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：采用恥垢分枝桿菌替代卡介苗可以獲得相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果[4]，恥垢分枝桿菌對(duì)人基本不致病，而且生長(zhǎng)迅速，將培養(yǎng)48 h的菌液與隔夜培養(yǎng)的葡萄球菌菌液等比例混合制成模擬痰標(biāo)本，用接種環(huán)取一環(huán)與載玻片中央，酒精燈干燥固定，接著進(jìn)行抗酸染色，恥垢分枝桿菌被染成紅色，其它菌被染成藍(lán)色，可以獲得和卡介苗染色相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而該實(shí)驗(yàn)得以成功保留，見圖1。

圖1 抗酸染色法檢測(cè)卡介苗和恥垢分枝桿菌

2.2 玻片凝集實(shí)驗(yàn)鑒定細(xì)菌

玻片凝集反應(yīng)指以玻片為載體，將細(xì)菌或紅細(xì)胞在一定的電解質(zhì)存在下與相應(yīng)的抗體形成肉眼可見的凝集物。凝集反應(yīng)由于操作簡(jiǎn)單，所需時(shí)間短，臨床工作中常用于菌種的分型、ABO血型的測(cè)定。由于生物安全的原因，痢疾桿菌和傷寒桿菌等皆不能在實(shí)驗(yàn)室使用，本實(shí)驗(yàn)室使用大腸桿菌替代傷寒桿菌，羊抗大腸桿菌血清替代抗傷寒沙門菌診斷血清，用于模擬傷寒桿菌的免疫學(xué)診斷。

2.3 斑點(diǎn)ELISA實(shí)驗(yàn)

免疫標(biāo)記技術(shù)具有敏感性、特異性、速度快等優(yōu)點(diǎn)，在感染性疾病診斷上應(yīng)用廣泛。其中，斑點(diǎn)ELISA法具有操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)迅速以及試劑消耗少的優(yōu)點(diǎn)，因此在一些直接檢測(cè)病原體較困難的情況下，具有較大的臨床診斷價(jià)值[5]。但由于一些抗原不易獲得，抗體等試劑昂貴，外加同學(xué)初次操作，實(shí)驗(yàn)熟練程度不夠，加樣也極為不準(zhǔn)確，抗原抗體反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等因素，因此很難得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此我校選用替代試劑模擬整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，固相載體使用硝酸纖維膜，其中陽(yáng)性抗原和待檢標(biāo)本用辣根過氧化物酶代替，陰性抗原用PBS液代替、酶標(biāo)抗體用PBS液代替，其他試劑和真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣，實(shí)驗(yàn)整個(gè)操作與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與真實(shí)實(shí)驗(yàn)理論結(jié)果一致，陽(yáng)性標(biāo)本和待檢標(biāo)本皆為陽(yáng)性，陰性標(biāo)本陰性結(jié)果，見圖2。

圖2 斑點(diǎn)ELISA實(shí)驗(yàn)（模擬實(shí)驗(yàn)）

2.4 直接涂片法檢測(cè)鉤蟲蟲卵的開展

鉤蟲為我國(guó)重點(diǎn)防治的五大寄生蟲之一，由于氣候環(huán)境、生產(chǎn)勞動(dòng)方式以及藥物驅(qū)蟲效果的影響致使鉤蟲病在我國(guó)南方農(nóng)村地區(qū)仍較嚴(yán)重[6]。鉤蟲因其寄生腸道不但可損傷腸黏膜，還可致人體長(zhǎng)期慢性失血，在腸道線蟲中鉤蟲的危害較重，因此在寄生蟲實(shí)驗(yàn)中將檢測(cè)鉤蟲蟲卵做一單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)。雖然該實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以開展真實(shí)實(shí)驗(yàn)，但學(xué)生自身糞便鉤蟲卵檢出率極低，而且大量糞便的采集和處理（學(xué)生人數(shù)多）也帶來較大的麻煩?？紤]到不同種鉤蟲蟲卵相似，因此本實(shí)驗(yàn)室選用犬鉤蟲蟲卵替代十二指腸鉤蟲蟲卵，模擬人糞便中鉤蟲蟲卵的檢測(cè)，將保存在甲醛中的犬鉤蟲蟲卵與新鮮人糞便充分混合后制成臨床標(biāo)本經(jīng)直接涂片法檢測(cè)蟲卵。

3 討論

病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是一門實(shí)踐性和動(dòng)手能力要求強(qiáng)的學(xué)科，需要聯(lián)系臨床實(shí)踐，若能全程模擬臨床標(biāo)本收集、分離接種與鑒定的過程，就能使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)病原體與疾病的關(guān)系，從而提高醫(yī)學(xué)生的綜合分析能力。在實(shí)驗(yàn)操作中還涉及到生物安全，加之本科生對(duì)生物安全認(rèn)識(shí)不足。因此，病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室需要更高要求的實(shí)驗(yàn)室管理，以確保學(xué)生與環(huán)境的安全性。而免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)試劑昂貴、抗原抗體反應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，因此實(shí)驗(yàn)室在積極探索模擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)于解決上述矛盾是必要的。

近些年來，在教學(xué)標(biāo)本的日益缺乏、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的壓力下虛擬仿真技術(shù)在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中運(yùn)用日益廣泛。很多大學(xué)也成立了各個(gè)級(jí)別的虛擬實(shí)驗(yàn)中心。雖然它的教學(xué)特點(diǎn)突出[7-8]，但作者認(rèn)為與虛擬實(shí)驗(yàn)相比，模擬實(shí)驗(yàn)具有一些虛擬實(shí)驗(yàn)不可比擬的特點(diǎn)：（1）實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性 模擬實(shí)驗(yàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程是真實(shí)的，在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備老師不告知的情況下，實(shí)驗(yàn)整個(gè)過程使用的試劑都被認(rèn)為是真實(shí)的。例如在玻片凝集實(shí)驗(yàn)中使用大腸桿菌替代傷寒桿菌作為未知菌，用大腸桿菌抗血清替代傷寒桿菌抗血清，在抗酸染色中使用恥垢分枝桿菌的懸液模擬結(jié)核病患者的痰標(biāo)本，利用犬鉤蟲蟲卵模擬鉤蟲病患者糞便標(biāo)本。學(xué)生即能夠觀察到真實(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又能掌握臨床標(biāo)本的檢測(cè)流程與方法。尤其操作過程完全真實(shí)，是虛擬實(shí)驗(yàn)無法實(shí)現(xiàn)的。（2）實(shí)驗(yàn)的安全性 與其它學(xué)科實(shí)驗(yàn)課程不同的是：病原生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作對(duì)象多為病原體，實(shí)驗(yàn)室生物安全是首先應(yīng)該考慮的問題，因此，選用低毒或是無毒的病原體替代標(biāo)本既保證實(shí)驗(yàn)真實(shí)性，又保證實(shí)驗(yàn)安全性[9-10]。（3）標(biāo)本與試劑的易得性 使用的替代標(biāo)本與試劑均是易購(gòu)買、無生物安全威脅又易于保存的，而且大大降低實(shí)驗(yàn)成本，比如在實(shí)驗(yàn)中采用辣根過氧化物酶代替抗原，用PBS代替抗體?？乖涂贵w的制備和純化，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢，這樣的模擬極大降低了實(shí)驗(yàn)成本，又保證了實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的真實(shí)性。

傳統(tǒng)真實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在病原生物學(xué)與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)中具有不可替代的作用，但生物安全、實(shí)驗(yàn)成本、實(shí)驗(yàn)室管理以及學(xué)生人數(shù)較多均是傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)發(fā)展的瓶頸。模擬實(shí)驗(yàn)既保證實(shí)驗(yàn)真實(shí)性，又方便開展，節(jié)約成本，具有較好的發(fā)展空間。因此，在盡量保證真實(shí)性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，積極探索更多模擬實(shí)驗(yàn)，同時(shí)引入虛擬仿真技術(shù)，對(duì)病原生物學(xué)與免疫學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)質(zhì)量提高將起到積極作用[11-12]。