医学免疫学是一门重要的基础医学课程,作为生命科学的前沿学科,与基础医学以及临床医学的各个学科相互交叉和渗透,是沟通基础医学和临床医学的重要桥梁。同时,免疫学作为一门实验学科,其知识更新迅速,且理论知识密切联系实际应用。因此,医学免疫学教学不仅要培养学生对免疫学理论的认知能力,更重要的是培养学生严谨的逻辑思维能力及独立的实践操作能力。这就要求我们教学过程中不仅要重视理论教学,同时要加强实践教学[1],即免疫学实验教学。医学免疫学实验通过实验教学环节,巩固学生对免疫学知识的理解和掌握程度,同时培养学生严谨的科学态度以及分析问题和解决问题的能力。实验教学的质量直接影响学生对免疫学基本理论的认知能力和实践应用能力。当前国内许多院校对医学免疫学实验教学改革的目的多倾向于培养学生的临床实践能力[2-4]。然而,在教学医院以及医科院校向研究型转化的发展趋势下,笔者认为深化医学免疫学实验教学改革需要在培养本科生临床实践能力的同时兼顾科研创新能力的培养。基于此,我们对医学免疫学实验教学的教学内容、教学实施以及考核等环节进行大幅度改革,将医学免疫学课程作为一门真正意义上的实验科学对待,以期在教学过程中逐渐提高学生的临床实践能力和科研创新能力。
1医学免疫学实验教学内容的改革
常规医学免疫学理论与实验的学时分配比重大约在2∶1左右[5],深化医学免疫学实验教学改革首先从其教学内容入手。结合免疫学主要理论以及临床实践和科研工作中主要涉及的免疫学实验操作,我们对医学免疫学实验教学内容进行了系统化完善,完善后的教学内容主要包括三个模块:经典实验、综合性实验以及应用性实验(图1)。
1.1经典实验
经典实验是免疫学实验教学中是必不可少的内容。通过经典验证实验的学习不仅有助于学生加深对免疫学基本概念、基本理论的理解和掌握,而且有助于培养学生的严谨科学思维方式———理论来自于实践。结合免疫学实验教材以及医学免疫学理论教材,纳入实验教学内容的经典免疫学实验分为两部分:一部分针对免疫器官组织及细胞,另一部分针对基于抗原抗体相互作用的免疫学技术。对免疫器官及组织的认知是免疫学最基本的要求,实验动物免疫器官的解剖定位是免疫学实验的入手点。免疫细胞分离和纯化是体外检测免疫细胞数量和功能变化的基础,教学实验为小鼠脾淋巴细胞的分离纯化和小鼠腹腔巨噬细胞的制备。其中小鼠脾淋巴细胞的分离纯化重点介绍密度梯度离心法的原理,此方法在外周血单个核细胞(PBMC)的分离中同样适用。将免疫学理论应用于实践而建立的免疫学技术中,很多方法是基于抗原抗体相互作用的。经典的凝集反应、沉淀反应可以定性或定量的检测抗原抗体相互作用,免疫标记技术的发展使得基于抗原抗体相互作用的检测技术不仅大大提高了检测的灵敏度同时实现准确的定量和定位能力。结合抗原抗体相互作用的基本理论以及常用的临床检测技术开设以下教学实验:试管凝集反应、双向琼脂扩散(沉淀反应)以及酶联免疫吸附法(ELISA)检测HBsAg实验(免疫标记技术),即包括经典的理论验证实验,又兼顾了免疫学技术临床实践中的应用。
1.2综合性实验
在学生具备基本实验技能的条件下,增加综合性实验。综合性实验与经典基础性实验紧密衔接,从免疫细胞的分离纯化到淋巴细胞表型分析,再到免疫细胞的功能检测。结合免疫学基础理论内容,综合实验涵盖参与适应性免疫应答的细胞(T、B细胞)以及参与固有免疫的细胞(巨噬细胞、NK细胞)的分离纯化以及功能和活性的检测。综合性实验的主要内容见图1:淋巴细胞表型分析主要介绍流式细胞仪的原理和操作;免疫细胞功能检测实验内容包括淋巴细胞体外增殖实验、ELISPOT检测细胞分泌活性实验、巨噬细胞吞噬功能分析以及NK细胞杀伤实验。此外,根据学生兴趣可以开展病毒表位鉴定的实验。此部分各项实验均涉及了免疫细胞的分离和纯化,进一步提高了学生基本技能的熟练程度,功能试验的开展逐渐培养学生参与免疫科研工作的兴趣和能力。
1.3应用性实验
结合笔者所在科室的科研特色,我们开设了免疫预防及疫苗设计的应用性实验。采用实验手段介绍疫苗设计的一般规律,介绍佐剂的概念和应用、疫苗接种的途径及效果影响,让学生初步体验免疫学理论知识在实践中的应用。改革后的医学免疫学实验教学内容,在经典免疫学实验的基础上增加了大量的综合性实验。这些教学实验的选择是根据整个免疫学基础理论体系以及科研工作中的常规免疫学实验,集本教研室多数工作者的意见而设定。从免疫细胞分离和纯化逐渐深入到免疫细胞功能检测,即涵盖了适应性免疫应答又包括了固有免疫应答的诱导以及检测,与医学免疫学理论教学内容紧密相接。内容上不仅包括基础理论实验同时增加了应用性实验的开设。通过这些实验的教学不仅有助于培养医科院校本科生临床实践技能,同时培养了学生严谨的科学态度及创新思维,为学生今后无论参与临床工作还是基础科学研究均奠定了可靠的基础。
2教学实施安排的改革
通常免疫学实验多是在理论课结束后才逐渐展开的,笔者以为这是一种极其不妥的教学实施安排,免疫学实验教学的首要目的是培养学生的学习兴趣,并通过实验提高学生对免疫学理论的理解和掌握程度。理论教学结束后,学生的重点可能更多地放在如何通过理论考核上面,对实验教学的重视程度下降,甚至免疫学实验教学逐渐变成一种形式教学。故实验教学实施时间应当紧随理论教学进度安排。影响实验教学实施的因素还包括教学实施地点的影响,通常本科生的实验教学多数集中于公共教学实验室开展,这不可避免地制约了免疫学特色实验的开展,例如流式细胞仪的操作、ELISPOT读板仪等,因此笔者建议采用公共实验室资源与科室资源结合的方式开展免疫学实验教学,这不仅在一定程度上降低了教学实施的成本,保障实验教学的顺利开展,而且还可以让学生逐步接触免疫学的科研工作,激发其参与科研创新的兴趣。综合性实验的开设要求合理安排各个教学实验的实施时间,例如淋巴细胞增殖实验,抗原体外刺激淋巴细胞增殖要孵育72h,要顺利完成此实验的教学需要将其分为2次实验,首先做淋巴细胞分离纯化以及抗原刺激操作,72h后再安排染色或者WTS法检测增殖实验。为了确保教学实验的顺利开展,教学组不仅需要安排实验经验丰富的工作人员专门负责本专业的实验课教学,还应当为每个实验安排专门的工作人员进行材料准备以及前期预实验的操作准备。
3实验教学考核方式改革
医学免疫学实验的成绩通常作为医学免疫学课程的一部分形成性考核成绩而存在,多是基于实验操作的平时成绩以及实验报告的撰写成绩。随着免疫学实验教学内容的改革,笔者认为应当同时完善医学免疫学实验考核程序。为提高学生的动手能力、独立思考、分析问题和解决问题的能力,除考查学生平时在实验过程中的操作以及实验报告的撰写等环节外,增加免疫学实验考试制度。以经典免疫学实验为主,例如小鼠脾淋巴细胞的分离纯化或者ELISA实验的基本操作,主要考核学生对免疫学基本实验中关键步骤的掌握程度。通过免疫学实验课的学习让学生真正意义上掌握免疫学技术的基本操作技能,确保在今后参与临床实践或者科研工作时能够顺利开展。
4改革后医学免疫学实验教学的优点及灵活性
改革后的医学免疫学实验教学的优点主要体现在其内容的系统性和完整性上,从经典实验到综合实验,从简单的细胞分离到其功能或活性的检测,从固有免疫到适应性免疫应答,从免疫学基础理论的验证到其在实践中的应用,与医学免疫学理论相辅相成。其内容由浅入深,在提高学生学习兴趣的同时,巩固了学生对免疫学基本概念基本理论的理解和掌握;在培养医科院校本科生的临床实践能力的同时,培养了学生严谨的科学态度和创新思维。这里免疫学实验课的内容主要由经典实验、综合实验、应用性实验三大模块组成,各模块的内容不是固定不变的,其他学校可以此为模板,根据自己的特色进行增减和改变。例如,小鼠脾淋巴细胞分离纯化实验可以改为或再增加人外周血单个核细胞的分离纯化实验,而应用性实验部分可以改为设计性实验等。改革后的医学免疫学实验教学的灵活性还体现在它不仅可以作为医学免疫学课程的实验部分进行实施,同时可以作为单独的一门课程开展。目前在我校生物技术专业已开设了以此实验教学内容为基础的免疫学技术课程,对上述免疫学实验教学进行初步尝试,以期进一步完善和深入探讨医学免疫实验教学的改革。
5结语
深化医学免疫学教学实验改革就要注重系统性、完整性和协同性。这不仅要求我们完善实验教学内容,协调教学实施的各个环节,同时要求教学实施人员(授课教师)逐渐转变观念,提升教学技能,以适应教学改革要求。此外,医学免疫学与基础医学以及临床医学中的各个学科相互交叉渗透,进一步深化免疫学实验教学改革需要多个宏观经济期刊学科的协同创新,开展多学科、多专业相互交叉的综合实验将成为基础医学以及临床医学实验教学的发展方向。
作者:王书峰 郭玲 张志仁 吴玉章 单位:第三军医大学全军免疫学研究所