生物藥物化學(xué)課程體系建設(shè)探討范文

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摘要：生物藥物化學(xué)是隨著生物藥物的發(fā)展從藥物化學(xué)中獨(dú)立出來的一門新興學(xué)科。結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，從課程定位、課程知識體系的構(gòu)成、教材建設(shè)、課堂教學(xué)、課外輔導(dǎo)和成績評定幾個方面介紹生物藥物化學(xué)課程體系的構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：生物藥物化學(xué);課程建設(shè);教學(xué)改革

生物藥物化學(xué)(Biologicalpharmochemistry)是隨著生物藥物的發(fā)展從藥物化學(xué)中逐漸獨(dú)立出來的一門分支學(xué)科。它不同于藥物化學(xué)［1］，是在藥物化學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的專門針對生物藥物的學(xué)科。它也不同于生物藥物學(xué)［2-3］，主要研究生物藥物的化學(xué)問題。它綜合利用藥物化學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)、有機(jī)化學(xué)、生物藥劑學(xué)等基礎(chǔ)知識，研究生物藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、制備方法、穩(wěn)定性、構(gòu)性構(gòu)效關(guān)系、結(jié)構(gòu)改造、體內(nèi)代謝、新藥研發(fā)途徑和方法等。生物藥物化學(xué)當(dāng)前還處于起步和發(fā)展階段，尚未形成一門成熟的學(xué)科。為了適應(yīng)當(dāng)前快速發(fā)展的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)對創(chuàng)新人才的需求，北京中醫(yī)藥大學(xué)依托國家生命科學(xué)基地，在全國中醫(yī)藥院校率先創(chuàng)建了生物制藥專業(yè)，嘗試開設(shè)生物藥物化學(xué)課。本校生物藥物化學(xué)課程以藥物化學(xué)為基礎(chǔ)［3］，經(jīng)歷了一個從無到有、從簡單到逐漸成熟的過程。筆者結(jié)合教學(xué)改革實(shí)踐，對構(gòu)建生物藥物化學(xué)課程體系的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。

1課程定位

從課程設(shè)立伊始，筆者始終將生物藥物化學(xué)課程定位于生物制藥專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。它以有機(jī)化學(xué)、無機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)、分子生物學(xué)等基礎(chǔ)課為基礎(chǔ)，又構(gòu)成了生物制藥專業(yè)必修課和選修課諸如生物制藥工藝學(xué)、生物藥物分析、基因工程制藥等課程的基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)專業(yè)課之前，學(xué)生需要具有生物藥物的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、制備和檢驗(yàn)方法等基本知識儲備。生物藥物化學(xué)對于生物制藥專業(yè)的作用就相當(dāng)于中藥化學(xué)對于中藥學(xué)和中藥制藥專業(yè)，藥物化學(xué)對于藥學(xué)專業(yè)的作用。生物藥物化學(xué)研究生物藥物的化學(xué)問題，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握生物藥物的基本化學(xué)知識、生物藥物制備與優(yōu)化的常用方法和原理，以及研發(fā)生物藥物的一般途徑和方法;熟悉生物藥物作用機(jī)制及制備方法的生物學(xué)和生理學(xué)基礎(chǔ);了解生物藥物的發(fā)展簡史、發(fā)展趨勢與應(yīng)用前景，為后續(xù)其他專業(yè)課的學(xué)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定必要的基礎(chǔ)。其主要任務(wù)是為正確、合理的臨床用藥奠定化學(xué)理論基礎(chǔ);為生物藥物的生產(chǎn)、貯藏、檢驗(yàn)、質(zhì)量控制等提供依據(jù);為創(chuàng)制新藥、探索開發(fā)新藥的途徑和方法提供指導(dǎo)。

2課程知識體系的構(gòu)成

與藥物化學(xué)一樣，生物藥物化學(xué)分為總論與各論兩部分。總論部分包括概述與生物藥物化學(xué)基礎(chǔ)兩部分。概述部分介紹生物藥物及生物藥物化學(xué)的發(fā)展簡史、研究內(nèi)容、目的與任務(wù);藥物化學(xué)基礎(chǔ)部分包括生物藥物的命名、常用的生物藥物制備和檢驗(yàn)方法、生物藥物的體內(nèi)代謝、構(gòu)性構(gòu)效關(guān)系以及計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)等。各論部分是對各類生物藥物的分章節(jié)介紹。生物藥物的分類比較復(fù)雜，不像西藥可以按照其作用的系統(tǒng)進(jìn)行分類，也不像中藥成分可以按照成分的類型進(jìn)行分類。根據(jù)定義，生物藥物是利用生物體、生物組織或其成分，綜合應(yīng)用生物學(xué)、生物化學(xué)、微生物學(xué)、免疫學(xué)、物理化學(xué)和藥理學(xué)的原理與方法進(jìn)行加工制造而成的一大類預(yù)防、治療、診斷制品。主要包括生化藥品、生物制品及其他相關(guān)的生物醫(yī)藥產(chǎn)品［4］。生化藥品系指動物、植物和微生物等生物體中經(jīng)提取分離、生物合成、生物-化學(xué)合成、DNA重組等生物技術(shù)獲得的一類防病、治病的藥物。主要包括氨基酸、核苷、核苷酸及其衍生物、多肽、蛋白質(zhì)、酶、輔酶、脂質(zhì)及多糖類等生化物質(zhì)。生物制品系指以微生物、寄生蟲、動物毒素、生物組織作為起始材料，采用生物學(xué)工藝或分離純化技術(shù)制備，并以生物學(xué)技術(shù)和分析技術(shù)控制中間產(chǎn)物和成品質(zhì)量制成的生物活性制劑，包括疫苗、菌苗、毒素、類毒素、血液制品、免疫血清、免疫球蛋白、抗原、變態(tài)反應(yīng)原、細(xì)胞因子、酶、激素、發(fā)酵產(chǎn)品、單克隆抗體、DNA重組產(chǎn)品、體外免疫診斷制品等。由此可見，在內(nèi)容上生物藥物的研究范疇包括從動物、植物、微生物等生物原料制取的各種天然生物活性物質(zhì)及其人工合成或半合成的天然物質(zhì)類似物［5］，或者通過生物技術(shù)方法加工制得的成分。至于抗生素類是否應(yīng)該歸屬于生物藥物的范疇，目前有不同的看法。從來源看，抗生素類確實(shí)是來源于微生物的代謝產(chǎn)物，并且現(xiàn)在一般通過生物發(fā)酵的方式進(jìn)行生產(chǎn)。然而，抗生素大部分是小分子化合物，而且是藥物化學(xué)中所講授內(nèi)容的主要組成部分，大部分經(jīng)過半合成的方式制備。因此，有人主張將其歸入有機(jī)合成藥物的范疇。但是，僅根據(jù)分子量大小和制備方法對其歸類似乎不太合理。無論如何，抗生素究其根源是來源于微生物發(fā)酵，而且，一些抗生素類如放線菌素D，博萊霉素本身分子量就較大，分子中也含有由氨基酸構(gòu)成的肽類成分。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，抗生素的發(fā)現(xiàn)也會得到促進(jìn)，因此，筆者認(rèn)為像抗生素類這些通過生物發(fā)酵或生物轉(zhuǎn)化方法生產(chǎn)的藥物也應(yīng)該歸為生物藥物的范疇。生物藥物還處在一個發(fā)展的過程之中，有些類型發(fā)展較快，應(yīng)用較為成熟;有些類型發(fā)展較慢，其應(yīng)用還處于探索階段。鑒于此，筆者在各論部分內(nèi)容的選取上重點(diǎn)考慮了其臨床應(yīng)用情況。例如，臨床應(yīng)用比較廣泛的抗生素、細(xì)胞因子類、藥用酶和肽類占據(jù)了較大的篇幅，而相對發(fā)展不成熟的抗體類、核酸類以及其他學(xué)科也經(jīng)常涉及的多糖類、維生素及輔酶類則居于次要位置。

3教材建設(shè)

教材是教學(xué)活動所依據(jù)的核心資料，是教師教和學(xué)生學(xué)的重要媒介。由于其發(fā)展現(xiàn)狀，生物藥物化學(xué)目前還沒有正式出版的成形教材。在設(shè)立這門課程之初，筆者借用藥物化學(xué)教材作為課堂教學(xué)用書，因?yàn)樯锼幬锘瘜W(xué)是在藥物化學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其基本原理與藥物化學(xué)相似，藥物化學(xué)的總論部分也基本上適用于生物藥物化學(xué)。但是，生物藥物化學(xué)畢竟不是藥物化學(xué)，尤其是其各論部分，現(xiàn)在還沒有現(xiàn)成的資料可以參考。因此，筆者以藥物化學(xué)教材為基礎(chǔ)，開展自編教材的探索工作。在各論部分，以中國藥典收載的生物藥物為依據(jù)選擇教學(xué)內(nèi)容，通過搜集研究報(bào)道的各類生物藥物的相關(guān)資料自己編寫講義，并通過自身的科研活動進(jìn)行有益的補(bǔ)充。經(jīng)過幾年的積累和探索，目前已經(jīng)基本固定了教學(xué)內(nèi)容，并編寫了相對成熟的校內(nèi)教材［6］，為該課程的進(jìn)一步成熟優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。

4課堂教學(xué)

在課堂教學(xué)中，筆者始終貫徹學(xué)以致用的原則。與藥物化學(xué)和中藥化學(xué)不同，生物藥物的化學(xué)規(guī)律的總結(jié)還處于探索階段，有很多理論和概念都不成熟。再者，生物藥物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同類藥物的結(jié)構(gòu)差別都很大，要求學(xué)生記憶其中的具體細(xì)節(jié)很不現(xiàn)實(shí)。這樣，與其教授一些科學(xué)性不確定，學(xué)生需要死記硬背，學(xué)習(xí)效果也不好的內(nèi)容，還不如選取一些比較實(shí)用的學(xué)生感興趣的內(nèi)容，幫助學(xué)生理解生物藥物的化學(xué)本質(zhì)。因此，在保證基本教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，拿出一部分課時(shí)，鼓勵學(xué)生自己選取感興趣的各類生物藥物，通過查閱資料，總結(jié)與生物藥物相關(guān)的化學(xué)規(guī)律，例如與各類生物藥物作用機(jī)制有關(guān)的藥物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、理化性質(zhì)及其臨床應(yīng)用注意事項(xiàng)等，在課堂上以PPT講演的形式介紹給全班學(xué)生，并針對感興趣的問題展開討論。這樣，既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又使學(xué)生了解了當(dāng)前生物藥物的發(fā)展趨勢。通過幾年的探索和積累，既理順了教學(xué)思路，又發(fā)現(xiàn)了學(xué)生的興趣所在，并且培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立學(xué)習(xí)、歸納總結(jié)的能力，起到教學(xué)相長的作用。

5課外輔導(dǎo)

除了課堂教學(xué)之外，課外輔導(dǎo)也是學(xué)生獲取知識的重要途徑。針對社會對培養(yǎng)復(fù)合型人才的需求，結(jié)合學(xué)校進(jìn)行的大學(xué)生科研招標(biāo)項(xiàng)目，參考兄弟院校的成功經(jīng)驗(yàn)，組建了多種興趣小組［7-9］，開展了諸如各類生物藥物例如尿激酶的制備、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)、分子對接技術(shù)預(yù)測藥物的作用靶點(diǎn)等課題研究。在幾年的科研興趣小組實(shí)踐中，有多個小組獲得北京市或者校級科研課題的資助，有的研究成果發(fā)表在國內(nèi)核心期刊雜志上，有的成果甚至申請了專利。實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容也采取靈活的方式，由學(xué)生根據(jù)興趣自己選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在教師的指導(dǎo)下自編實(shí)驗(yàn)講義，自定實(shí)驗(yàn)步驟，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探索性。最后的實(shí)驗(yàn)成績評定不以成敗論英雄，注重實(shí)驗(yàn)過程，注重思路的新穎性，設(shè)計(jì)的合理性和操作的細(xì)致性。這樣，有意識地培養(yǎng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和動手能力，并激發(fā)了學(xué)生對科研工作的興趣。與以往教條式的實(shí)驗(yàn)課相比，學(xué)生更加勤于思考，不畏艱險(xiǎn)，團(tuán)結(jié)協(xié)作精神進(jìn)一步增強(qiáng)。

6成績評定

學(xué)習(xí)成績一直是學(xué)生比較關(guān)心的問題，成績評定方式對學(xué)生的學(xué)習(xí)有很大影響。為了充分調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性，筆者在考核方式上進(jìn)行了改革。首先，提高平時(shí)成績與實(shí)驗(yàn)成績的比例，降低期末考試成績的比重，減輕學(xué)生期末考試的壓力，并鼓勵學(xué)生在課題討論，課外興趣小組和實(shí)驗(yàn)課設(shè)計(jì)方面多下功夫，培養(yǎng)其創(chuàng)造力。其次，期末考試的內(nèi)容也更加注重考察學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，發(fā)揮其主觀能動性，減少記憶型題目的比例。例如，針對某類藥物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或者理化性質(zhì)，設(shè)計(jì)方案進(jìn)行提取分離，人工合成，或者通過基因工程的方法進(jìn)行生產(chǎn)等。總之，使學(xué)生認(rèn)識到這門課注重學(xué)習(xí)知識和鍛煉能力，考試只是對平時(shí)積累的一種檢驗(yàn)。

7結(jié)語

作為21世紀(jì)最具希望和最有發(fā)展?jié)摿Φ男屡d高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)不僅對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有巨大的拉動作用，并且在人類預(yù)防和戰(zhàn)勝重大疾病、保障身體健康的進(jìn)程中發(fā)揮著越來越重要的作用［10］。雖然被寄予厚望，但是生物藥物的發(fā)展還處于初級階段，相對于化學(xué)合成藥物來說還很不成熟［11］。目前，能發(fā)揮特殊臨床療效的生物藥物的種類還很少，對其本質(zhì)的認(rèn)識還有待加強(qiáng)。這些都依賴于生物藥物化學(xué)的發(fā)展，也給生物藥物化學(xué)的發(fā)展提出了更高要求。雖然生物藥物化學(xué)對于生物制藥專業(yè)的藥學(xué)教育來說必不可少，但是其在教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式上還有待深入探索，需要隨著生物藥物的發(fā)展，在教學(xué)實(shí)踐過程中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，以便更好地為藥學(xué)教育服務(wù)，為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)服務(wù)。

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作者：王如峰；王靈芝；張燕玲 單位：北京中醫(yī)藥大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院