病原生物学与免疫学实验由医学微生物学、人体寄生虫学与医学免疫学的实验组成，我校在教学改革中已将其作为一门独立课程进行开设，随之而来的是实验教学的改革，包括实验项目的增设、实验教学体系的完善等。然而，由于病原生物学实验对象多为具有潜在生物安全的病原体，同时开展免疫学的一些实验项目所需试剂昂贵（如抗体），以及一些临床标本不易获得。因此，真实实验的开展较为困难，或者在上课的时间内难以得到较好的实验结果。模拟实验是在不影响实验结果的情况下，使用与真实实验相似的替代物，让学生模拟真实实验来完成相应实验操作。本文就我校病原生物学与免疫学实验教学中心开展的部分模拟实验做一介绍，供同行交流和借鉴。

1 模拟实验的发展背景

在培养医学实践能力与创新素质的高等医学人才的目标下，病原生物学与免疫学实验作为一门独立的实验课程，它的主线是引起临床感染性疾病的病原体与相关的免疫学诊断。通过该门课程的学习使学生在理解理论知识的同时，掌握微生物与寄生虫相关的研究方法与基本技能，培养学生以后对临床微生物与寄生虫检验的初步认识[1-2]。我部门为满足人才培养需要，积极开展实验教学改革：除病原体形态与基本技能训练外，积极推出综合性设计实验。此类新增的综合性设计实验采用以问题为基础的教学模式，以小组为单位随机抽取典型临床感染性疾病病例，模拟临床诊治过程，提出相关的问题，再运用第一阶段学习的基本技能验证诊断结果[3]。

教育模式改革随之带来的是原实验项目的更新与补充。传统实验，例如革兰染色观察细菌形态、寄生虫成虫或虫卵形态观察、杀菌抑菌实验、E花环实验、细菌无菌接种技术、人淋巴细胞分离技术等均已以验证或技术类为主，学生虽掌握相关病原体形态特征与理化性质，但仍难以运用到临床病例的分析中。这是因为学生缺乏临床疾病诊断的思维。因此在第一阶段如能开展模拟临床标本的验证性实验，将对学生的临床思维培养大有帮助。同时免疫学诊断技术发展日新月异，特别是免疫标记技术在感染性疾病的诊断中具有重要作用，而该实验在我校仍是空白。因此，针对上述挑战我校在结合实验室生物安全与实验教学成本的基础下，开展了若干模拟实验。

2 模拟实验的开设

2.1 抗酸染色法镜检结核分枝杆菌

抗酸染色法为目前临床用于结核病患者确诊，治疗方案与判断预后的重要细菌性检查手段。染色原理与抗酸菌细胞壁特殊成分相关，是医学院校微生物学实验教学的重要内容。传统方法以卡介苗代替结核分枝杆菌野毒株，但目前卡介苗不易获得（归为I类疫苗进行管理），因此，抗酸染色实验面临被取消的可能。我校通过预实验发现：采用耻垢分枝杆菌替代卡介苗可以获得相似的实验结果[4]，耻垢分枝杆菌对人基本不致病，而且生长迅速，将培养48 h的菌液与隔夜培养的葡萄球菌菌液等比例混合制成模拟痰标本，用接种环取一环与载玻片中央，酒精灯干燥固定，接着进行抗酸染色，耻垢分枝杆菌被染成红色，其它菌被染成蓝色，可以获得和卡介苗染色相似的实验结果，从而该实验得以成功保留，见图1。

图1 抗酸染色法检测卡介苗和耻垢分枝杆菌

2.2 玻片凝集实验鉴定细菌

玻片凝集反应指以玻片为载体，将细菌或红细胞在一定的电解质存在下与相应的抗体形成肉眼可见的凝集物。凝集反应由于操作简单，所需时间短，临床工作中常用于菌种的分型、ABO血型的测定。由于生物安全的原因，痢疾杆菌和伤寒杆菌等皆不能在实验室使用，本实验室使用大肠杆菌替代伤寒杆菌，羊抗大肠杆菌血清替代抗伤寒沙门菌诊断血清，用于模拟伤寒杆菌的免疫学诊断。

2.3 斑点ELISA实验

免疫标记技术具有敏感性、特异性、速度快等优点，在感染性疾病诊断上应用广泛。其中，斑点ELISA法具有操作简单，反应迅速以及试剂消耗少的优点，因此在一些直接检测病原体较困难的情况下，具有较大的临床诊断价值[5]。但由于一些抗原不易获得，抗体等试剂昂贵，外加同学初次操作，实验熟练程度不够，加样也极为不准确，抗原抗体反应时间较长等因素，因此很难得到理想的实验结果。因此我校选用替代试剂模拟整个实验过程，固相载体使用硝酸纤维膜，其中阳性抗原和待检标本用辣根过氧化物酶代替，阴性抗原用PBS液代替、酶标抗体用PBS液代替，其他试剂和真实实验一样，实验整个操作与真实实验一样，实验结果与真实实验理论结果一致，阳性标本和待检标本皆为阳性，阴性标本阴性结果，见图2。

图2 斑点ELISA实验（模拟实验）

2.4 直接涂片法检测钩虫虫卵的开展

钩虫为我国重点防治的五大寄生虫之一，由于气候环境、生产劳动方式以及药物驱虫效果的影响致使钩虫病在我国南方农村地区仍较严重[6]。钩虫因其寄生肠道不但可损伤肠黏膜，还可致人体长期慢性失血，在肠道线虫中钩虫的危害较重，因此在寄生虫实验中将检测钩虫虫卵做一单独的实验。虽然该实验项目可以开展真实实验，但学生自身粪便钩虫卵检出率极低，而且大量粪便的采集和处理（学生人数多）也带来较大的麻烦。考虑到不同种钩虫虫卵相似，因此本实验室选用犬钩虫虫卵替代十二指肠钩虫虫卵，模拟人粪便中钩虫虫卵的检测，将保存在甲醛中的犬钩虫虫卵与新鲜人粪便充分混合后制成临床标本经直接涂片法检测虫卵。

3 讨论

病原生物学实验课程是一门实践性和动手能力要求强的学科，需要联系临床实践，若能全程模拟临床标本收集、分离接种与鉴定的过程，就能使学生充分认识病原体与疾病的关系，从而提高医学生的综合分析能力。在实验操作中还涉及到生物安全，加之本科生对生物安全认识不足。因此，病原生物学实验室需要更高要求的实验室管理，以确保学生与环境的安全性。而免疫学实验试剂昂贵、抗原抗体反应时间相对较长，因此实验室在积极探索模拟实验项目对于解决上述矛盾是必要的。

近些年来，在教学标本的日益缺乏、实验教学改革的压力下虚拟仿真技术在医学实验教学中运用日益广泛。很多大学也成立了各个级别的虚拟实验中心。虽然它的教学特点突出[7-8]，但作者认为与虚拟实验相比，模拟实验具有一些虚拟实验不可比拟的特点：（1）实验的真实性 模拟实验整个实验过程是真实的，在实验准备老师不告知的情况下，实验整个过程使用的试剂都被认为是真实的。例如在玻片凝集实验中使用大肠杆菌替代伤寒杆菌作为未知菌，用大肠杆菌抗血清替代伤寒杆菌抗血清，在抗酸染色中使用耻垢分枝杆菌的悬液模拟结核病患者的痰标本，利用犬钩虫虫卵模拟钩虫病患者粪便标本。学生即能够观察到真实的实验现象，又能掌握临床标本的检测流程与方法。尤其操作过程完全真实，是虚拟实验无法实现的。（2）实验的安全性 与其它学科实验课程不同的是：病原生物学实验的操作对象多为病原体，实验室生物安全是首先应该考虑的问题，因此，选用低毒或是无毒的病原体替代标本既保证实验真实性，又保证实验安全性[9-10]。（3）标本与试剂的易得性 使用的替代标本与试剂均是易购买、无生物安全威胁又易于保存的，而且大大降低实验成本，比如在实验中采用辣根过氧化物酶代替抗原，用PBS代替抗体。抗原和抗体的制备和纯化，既费时又费钱，这样的模拟极大降低了实验成本，又保证了实验过程和实验结果的真实性。

传统真实实验教学在病原生物学与免疫学实验中具有不可替代的作用，但生物安全、实验成本、实验室管理以及学生人数较多均是传统实验发展的瓶颈。模拟实验既保证实验真实性，又方便开展，节约成本，具有较好的发展空间。因此，在尽量保证真实性实验的同时，积极探索更多模拟实验，同时引入虚拟仿真技术，对病原生物学与免疫学实验课教学质量提高将起到积极作用[11-12]。