章良，曾双，徐荣，陈亚莉

苏州大学药学院　(苏州　215123)



以专业特色推进细胞生物学课程改革

章良，曾双，徐荣，陈亚莉

苏州大学药学院(苏州215123)

摘要细胞生物学是目前生命科学领域发展最快最活跃的学科之一，该领域的很多发现都获得了诺贝尔奖。药学作为一门应用学科，与生命科学密切相关，尤其在单克隆抗体药物成为药物研发热点的今天，药学从业人员掌握细胞生物学相关理论技术尤其显得必要。作者对生物制药专业的细胞生物学课程进行了教学改革，改革的宗旨是结合行业热点与学校专业特色，培养具有竞争力的专业人才。

关键词细胞生物学;教学改革;专业特色;行业热点

1细胞生物学课程理论性和前沿性的特点

细胞生物学是生命科学领域中一门十分重要的基础和前沿学科[1]，已成为当今生命科学中进展最快最活跃的学科之一,和分子生物学、生物化学、遗传学构成了现代生命科学的基础[2]。著名的细胞学家E.B.Wilson说过“每一个生命科学问题的关键都必须在细胞中寻找”[3]。21世纪以来，生命科学领域的诺贝尔奖主要体现在细胞和分子水平[4-5]。细数2000-2013年的诺贝尔医学和生理学奖，发现14年中有8年的获奖成果是与细胞生物学领域密切相关的：2000年的神经系统的信号传导、2001年的细胞周期的调节因子、2002年的细胞程序性死亡的调控机理、2006年的RNA干扰引发的基因沉默、2008年的乳头状瘤病毒和人类免疫缺陷病毒的发现、2009年的端粒和端粒酶的发现、2012年的成熟细胞被重写成多功能细胞及2013年的细胞内的囊泡运输系统的作用。从这一趋势不难发现，作为现代生命科学的重要基础学科之一，细胞生物学正以前所未有的势头迅猛发展，它是生命科学的生长点和各大分支学科的交汇点，已成为高等教育中生物学、农学、医学等相关专业的一门必修课，并与植物学、动物学及微生物学等多门学科相互联系、相互渗透。

2细胞生物学与药学发展的相关性

药学作为医学的分支学科，在本科教学中一直偏重于应用性课程的开设。在1980年代以前，药品市场以化学药为主，少数几个属于生物类药物品种的大分子药物也只是用传统的提取工艺从天然原料中提取，此阶段我国基本都是仿制药，在药物的研发生产过程中更多地需要化学知识，因此这一阶段的药学本科教育是传统的“化学模式”[6]。课程设置上化学相关的课程占了绝对的比重，包括无机化学、有机化学、分析化学、药物化学等等，只是为了满足抗生素的生产要求设置了生物化学和微生物学。随着分子克隆技术的出现，1982年美国的第一个重组基因工程药物人工胰岛素上市。1989年我国自行研制采用中国健康人血白细胞来源的干扰素基因克隆表达的IFN-α1b成功发现，并于1993年上市，自此中国生物制药的历史开辟了新的篇章[7]。1980年代末，中国开始启动恢复关贸总协定的申请，而加入世贸组织必须遵循国际通用的游戏规则，药品的知识产权问题开始凸显出来，仿制药的生产开发前景堪忧，药学界开始重视开发自主知识产权的药物。在这一大背景下，只精通化学知识的药学人才显然已经不能满足时代的需要，一些高等院校的药学专业开始增加生命科学相关课程比重，为满足药物开发的需求，药理专业增加了细胞生物学的课程；一些院校如中国药科大学专门成立了生物制药学院，开设了分子生物学、基因工程等偏应用的生命科学相关课程。

进入21世纪，生物类药品产值在整个医药产品行业中的比重逐年提高，从2000年的4.1%上升到2012年的12.37%。2013年全球十大畅销药物中,有7个都是生物制剂,并且这7个中5个是单抗类药物，相关研究还预测到2015年十大畅销药中单抗类药物会上升到6个。而单抗类药物的研发，无论是其药理作用机制的研究，还是药物生产工艺的开发，甚至包括药物质量控制等一系列生产研发环节，都高度要求从业人员精通细胞生物学相关理论和技术。为适应目前药物研发的热点和趋势，在药学人才培养计划上,苏州大学药学院2011年重新调整了生物制药专业课程设置，提高了生命科学相关课程的教学比重，细胞生物学作为生命科学的基础学科，成为教学计划中的专业基础重点课程。在制定培养计划时，笔者曾调研了美国高校药学专业对学生的课程安排。全美药学专业排名前三的加州大学旧金山分校、北卡罗来纳大学教堂山分校和明尼苏达大学双城分校，这些大学在Pharm.D专业的课程设置中共同特点也是偏重于生物学知识[8-9]。

3药学专业细胞生物学课程要兼顾理论基础和专业特点

3.1遵循细胞生物学课程的特点，强化基础理论

细胞生物学是一门理论性非常强的课程，无论是哪个专业的教学，都必须遵循该课程这一基本特点。通过教学实践，教师首先要帮助学生构建细胞生物学知识体系，形成完整的知识框架。细胞生物学课程开设的基本目的，是要从细胞整体水平、亚细胞水平和分子水平上描述细胞结构及其与功能的关系，阐明细胞的基本生命活动规律和机制，解释细胞活动的本质，这是无论哪个专业的细胞生物学课程都必须讲解的内容。前面曾经提到，细胞生物学课程中许多理论都是获得过诺贝尔科学奖的，都是非常经典的理论。例如，细胞内的蛋白质分配运输机制、细胞膜的结构模型、物质的跨膜运输机制、线粒体的作用机制、细胞的凋亡等等，这些经典的理论学说可谓构成了生命科学的基础，为了学生今后在专业道路上可以走得更远，更具有竞争力，让他们精通这些基础理论十分必要。无论哪个应用学科，都依赖基础理论给他们提供支撑点，应用学科其实只是应用基础理论解决实践中的问题，相应地如果学生只掌握应用技术而忽视基础理论，那在今后的工作中如果碰到各类问题，很多情况下就无法灵活地解决，有时候找不到问题的关键点，这会影响他们今后在专业道路上的发展，限制了他们独立思考的能力。高校培养出来的药学人才素质决定了今后我国药学事业的发展，从这个角度思考，强化理论基础教育是非常必要的。

3.2立足药学，体现课程的专业性

在强化基础理论教育的同时，针对药学专业，教师还必须着重将细胞生物学知识与药学应用领域结合，给学生阐述细胞的某些结构和功能的异常与疾病的关系，以及药物作用下引起的细胞结构及生物学功能的改变，深刻理解药物作用机理，这才有助于培养高素质的药学专业人才。

在教学实践中，首先面临的就是教材的选择。目前国内的细胞生物学教材，应用最广泛的有以下几个版本：翟中和，王喜忠，丁明孝主编，高等教育出版社出版的《细胞生物学》；王金发主编，科学出版社出版的《细胞生物学》；汪堃仁、薛绍白、柳惠图主编，北京师范大学出版社出版的《细胞生物学》；英文版教材有G.Karp的“Cell and Molecular Biology”和H.Lodish的 “Molecular Cell Biology”[10]。这些教材，基础理论透彻，前沿性也很好，但缺点是与其他应用学科联系较少，适用对象是基础生物学专业的学生。而在对应用专业的学生教学时，就暴露出一些缺点，他们只是深入阐述基础理论，至于这些理论在其他相关学科中的应用，却很少提及，学生在学习时仅靠短短的一两个学期的课堂学习，很难自主意识到该门课程与本专业的相关性。往往是基础理论都已掌握，但在解决本专业实际问题时，因为没有形成相应思维方式，无法主动迅速地将这些理论知识应用到实际问题。针对这一缺点，各应用专业的教师又编写了许多适用于本专业的细胞生物学教材。例如，《医学细胞生物学》、《分子细胞生物学》、《植物细胞生物学》等。苏州大学生物制药专业目前是综合使用翟中和等主编的《细胞生物学》与黄海华主编，中国医药科技出版社出版的《药学细胞生物学》两本教材。在这两本教材基础之上，还结合当前药学发展的热点和趋势，时时更新许多相关内容。

在教学实践中，教师还时刻要紧记，理论和专业相结合。在每一个理论知识点之后，只要和药学相关，教师就要尽可能将这一理论在药学中的应用传授给学生，培养他们理论联系实际的思维方式。例如，在细胞膜结构这一章节，教师就可以和脂质体剂型开发密切联系，再延伸开来，还可以和目前已上市的脂质体剂型的药物联系，阐明这类药物剂型改良后的优越性以及为什么有这些优越性。这些都需要运用到细胞生物学各方面的基本知识，讲解这些知识可以达到两个目的:其一，学生可深刻领悟到细胞生物学与专业的密切相关性，激发他们的学习热情；其二，学会怎样灵活运用所学的基本理论解决实际问题，培养这种思维方式对他们今后的独立思考、独立工作大有裨益。在改革理论课程的同时，笔者还同时进行实验课内容的改革。细胞生物学是一门实践性很强的学科，实验课程在培养学生动手能力和创新思维这一方面具有理论课无法取代的重要意义[11-12]。在实验课内容安排上，提高设计性、综合性实验的比重，培养学生积极思考、利用所学的理论知识解决问题的能力。

4密切关注行业热点，与时俱进改革教学内容

4.1教学内容的与时俱进

与生命科学密切相关的制药领域，行业热点往往过几年就会更新，这一点从上述介绍细胞生物学与药学发展的相关性中就已论述。那么相应的该课程教学内容也就不能僵化，教师不能在一本固定的教科书上，采用万年不变的PPT，如复读机一样年复一年讲授同样的内容。仅就生物制药领域而言，最初的热点是从牲畜原料中提取天然生化药物，那么提取纯化等生物制药工艺就是教学重点；从1980年代开始，出现重组基因工程药物，并且一开始是采用原核表达系统，相应的基因工程、微生物学、发酵工艺学便成为教学重点；从1990年代末开始，又出现单克隆抗体药物，并迅速在短短十几年内成为生物制药领域的研发热点和增长热点。为了适应行业发展需求，高校培养的学生应该掌握现代药学所需要的技术理论。由于单克隆抗体药物从研发到生产到质控，是一个庞大的系统工程,涉及抗体的人源化、细胞工程、生物反应器、抗体纯化等一系列的基础理论和现代生命科学技术，尤其要求从业者精通细胞生物学、分子生物学和细胞工程，因此在安排教学计划时要大大提高这些课程的比重。

4.2根据专业特色,合理安排教学重点

细胞生物学的发展迅速,导致该门课程的内容变得越来越丰富,但是另一方面,课程的学时数却很有限。虽然根据学科发展的现状可以在一定程度上增加学时,但是要考虑到所培养的是素质全面的药学专业人才,其他的课程同样也需要在教学计划中占有一定的比重,因此教师必须在有限的学时中有针对性地、有侧重点地选择授课内容。

4.2.1注意相关课程的协调，保证培养计划的完成性和系统性

首先，细胞生物学与生物化学、遗传学和分子生物学等学科有些内容是相互交叉的。例如，DNA和染色体的结构，转录和翻译，最新的如miRNA等，在这些学科都有一定篇幅的介绍，于是在教学中，就会出现由于各科教师缺乏沟通和协调，导致有些内容重复教授，而有些内容却被遗漏，这无疑导致宝贵教学资源的浪费。为避免这些不合理的现象，就要求制定专业培养计划的负责人把相关教师召集到一起，通过交流讨论协调，对每门课程的内容进行具体而系统的优化，明确各门课程之间的衔接。这个过程其实非常重要，它保证了整个培养计划的系统性和教育资源的高效利用。

4.2.2根据各校专业特色，选择教学内容

目前各高校都主张结合本校优势学科打造专业特色[13-14]。在根据行业发展现状安排教学内容的同时，笔者结合本校的专业特色，有侧重点地选择教学内容。现代的单克隆抗体药物的研发生产是一个庞大的体系，要综合利用到许多知识，想通过课堂教学让学生精通每一个环节，不太现实。学生今后走上社会就业，多数也不可能参与所有的环节，往往主要从事其中一个环节。因此，笔者在安排教学内容时，在“全”的基础上还要有所“精”。“全”即指教学的基本理论内容要全，给学生打好理论基础，让他们在今后的工作中碰到任何问题，都有一个学习和进一步提高的“支撑点”；“精”是指结合本专业的培养方向和打造的专业特色，就其中的一方面内容深入讲解，在此方面做强做大，获得国内同行业的认可，知道本校培养出来的学生最擅长的方向，这样也有助于本专业学生的就业，增强本校学生的专业竞争力。例如，苏州大学的免疫学在国内具有一定的影响力，因此细胞生物学课程可以结合免疫学课程，重点讲解单抗的作用机制，单抗的机制其实主要与受体传导的信号通路有关，所以在受体一章节可以和单抗药物开发的现状联系，以重点篇幅讲解。那么今后学生，在单克隆抗体药物的研发这一环节将比其他学校的学生更有优势，尤其是自2012年以肿瘤中与免疫抑制有关的分子PD-1、PD-L1为靶点开发出来的单克隆药物经美国FDA批准进入临床二期试验后，单克隆抗体药物的研发阶段更大程度上需要免疫学的知识。因此，找准本校专业定位非常有利于提高学生在本行业的竞争力。同样，其他的高校也可以结合各自的优势定位培养方向。例如，生物制药工艺较强的学校可以重点讲解抗体的纯化工艺，今后培养的学生将在抗体的纯化这一环节就比别的高校的毕业生有优势。

4.3注重师资力量的培养，树立终身学习的理念

无论多么完美的制度,都需要人去执行；无论多么先进的教学内容,也需要任课教师去讲授,因此在教学这一活动中教师的业务素质是不可忽视的一个重要环节。不仅教学内容需要与时俱进,相应的教师个人的业务素质也需要与时俱进。课堂上要讲解最先进的基础理论和技术，授课教师本人必须首先掌握这些知识，这就要求教师本人必须在课后花费大量的时间进修，自我提升。这些要求，一方面取决于教师本人的主观能动性，另一方面学校在管理上也必须设立一些合理的机制鼓励教师积极提高自身的业务素质。

4.3.1设立教改项目调动教师主观能动性

教学是一件看似简单,实则却是非常费时费力的活动,课堂上50分钟的内容,课堂下恐怕要投入三四个小时甚至更多时间才能准备充分，所谓“台上十分钟，台下十年功”。正因为精心准备授课内容非常不易，授课教师在形成成熟的教学体系以后，一般不愿意轻易做大的调整，毕竟这往往需要占用教师大量的个人业余时间。为了鼓励教师能主动根据药学行业的发展趋势，调整教学内容，学校可以每年拿出一部分的资金，设立教改项目，鼓励教师申请。由于教改项目与教师个人的年终考核，职称评定等各方面都挂钩，因此教师在申请这些教改项目方面往往积极性就会提高。申请到教改项目后，为了完成这些项目，教师自然就会花大量的时间进行教学内容的改革，这样就保证了教学内容不会十年如一日，避免了年年炒冷饭的现象。

4.3.2鼓励教师参与科研工作

目前高校教师分为科研岗、教学岗和科研教学并重岗。从事教学的教师应该意识到，想让教学内容与时俱进，就必须不同程度地参与到科研工作中。就以目前最热门的单克隆抗体药物为例，要讲清楚这类药物的研发和生产，就涉及抗体的人源化、细胞工程、生物反应器等等理论和技术，这些都需要实践经验，单凭教师查阅几篇文献，阅读几本相关的参考书，很难完全理解和掌握其中许多关键的问题和原理，很难给学生条理清晰，逻辑严谨地讲解清楚。因此，要鼓励教师在授课之余，拿出相当一部分时间，投身到科研活动中，毕竟实践出真知，只有真正的从事过这些研究工作，才能够深刻地理解专业知识，也才能更专业地教授给学生。多年脱离科研工作的教师，即使勉为其难更新教学内容，教授最新的技术理论时也往往是刻板牵强，只能照本宣科，很难深刻地将其中的关键问题讲解清楚。此外，也可以鼓励那些科研岗的教师承担一小部分课时，专门负责讲解他们精通的研究领域中和教学内容相关的部分。

4.3.3建立合理的考核机制正确评价教师在教学工作中的付出

教学工作虽然是非常花费精力的一件事，但高校的教学工作和科研工作相比，往往不是那么容易看出成绩，付出很多却很难得到认可。加上当前许多高校重科研轻教学，各方面考核往往倾向于科研工作，因此许多授课教师从事教学的积极性并不高，抱着能应付就应付的心态来做，导致整个教学环境都不是特别友好。对于这个问题，首先各学校管理层要意识到这个问题的严重性，明确教书育人是高校的核心职责，教师懈怠于教学，就背离了高校的立足之本。高校更要建立合理的考核考评机制，对教师在教学中付出的努力给予认可，考核机制中不仅要有量的评价。还要有质的评价，这些，都需要高校管理层做好深入科学的调研工作，建立一整套规章制度。只有这样，才能充分调动教学工作的积极性。

5结束语

在当今生命科学发展异常迅猛的时代，药学行业处处都需要细胞生物学的理论技术为其提供发展动力，为满足药学事业的发展，培养高素质的药学人才，细胞生物学课程也必须与时俱进，与各校专业特色相结合，培养出具有专业竞争力的高质量人才。

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To Reform the Cell Biology Course according to the Professional

Speciality and Hot Topic of Pharmacy

ZHANG Liang,ZENG Shuang,XU Rong,CHEN Yali

(CollegeofPharmaceuticalSciences,SuzhouUniversity,Suzhou215123,China)

Abstract：Cell Biology is the most active branch in life science and much important achievement in this field obtained Nobel Prize.Pharmacy is critical related to life science.Today the monoclonal drugs become the most popular topic which requires that pharmacy employees should master the basic theory and biotechnology of cell biology.According this the authors reform the cell biology course to train the competitive talents.

Key words：Cell Biology;Reform of Course;Professional Speciality;Hot Topic

基金项目：苏州大学2013年医学教育教学改革研究课题。

收稿日期:2014- 08-25。