導語：如何才能寫好一篇基因組學研究，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

藥物基因組學是伴隨人類基因組學研究的迅猛發展而開辟的藥物遺傳學研究的新領域，主要闡明藥物代謝、藥物轉運和藥物靶分子的基因多態性及藥物作用包括療效和毒副作用之間關系的學科。

基因多態性是藥物基因組學的研究基礎。藥物效應基因所編碼的酶、受體、離子通道作為藥物作用的靶，是藥物基因組學研究的關鍵所在。基因多態性可通過藥物代謝動力學和藥物效應動力學改變來影響麻醉藥物的作用。

基因多態性對藥代動力學的影響主要是通過相應編碼的藥物代謝酶及藥物轉運蛋白等的改變而影響藥物的吸收、分布、轉運、代謝和生物轉化等方面。與麻醉藥物代謝有關的酶有很多，其中對細胞色素-P450家族與丁酰膽堿酯酶的研究較多。基因多態性對藥效動力學的影響主要是受體蛋白編碼基因的多態性使個體對藥物敏感性發生差異。

苯二氮卓類藥與基因多態性：咪唑安定由CYP3A代謝，不同個體對咪唑安定的清除率可有五倍的差異。地西泮是由CYP2C19和CYP2D6代謝，基因的差異在臨床上可表現為用藥后鎮靜時間的延長。

吸入麻醉藥與基因多態性：RYR1基因變異與MH密切相關，現在已知至少有23種不同的RYR1基因多態性與MH有關。氟烷性肝炎可能源于機體對在CYP2E1作用下產生的氟烷代謝產物的一種免疫反應。

神經肌肉阻滯藥與基因多態性：丁酰膽堿酯酶是水解琥珀酰膽堿和美維庫銨的酶，已發現該酶超過40種的基因多態性，其中最常見的是被稱為非典型的（A）變異體，與用藥后長時間窒息有關。

鎮痛藥物與基因多態性：μ-阿片受體是阿片類藥的主要作用部位，常見的基因多態性是A118G和G2172T。可待因和曲馬多通過CYP2D6代謝。此外，美沙酮的代謝還受CYP3A4的作用。兒茶酚O-甲基轉移酶(COMT)基因與痛覺的產生有關。

局部麻醉藥與基因多態性：羅哌卡因主要由CYP1A2和CYP3A4代謝。CYP1A2的基因多態性主要是C734T和G2964A，可能影響藥物代謝速度。

一直以來麻醉科醫生較其它專業的醫療人員更能意識到不同個體對藥物的反應存在差異。麻醉藥的藥物基因組學研究將不僅更加合理的解釋藥效與不良反應的個體差異，更重要的是在用藥前就可以根據病人的遺傳特征選擇最有效而副作用最小的藥物種類和劑型，達到真正的個體化用藥。

能夠準確預測病人對麻醉及鎮痛藥物的反應，一直是廣大麻醉科醫生追求的目標之一。若能了解藥物基因組學的基本原理，掌握用藥的個體化原則，就有可能根據病人的不同基因組學特性合理用藥，達到提高藥效，降低毒性，防止不良反應的目的。本文對藥物基因組學的基本概念和常用麻醉藥的藥物基因組學研究進展進行綜述。

一、 概述

二十世紀60年代對臨床麻醉過程中應用琥珀酰膽堿后長時間窒息、硫噴妥鈉誘發卟啉癥及惡性高熱等的研究促進了藥物遺傳學（Pharmacogenetics）的形成和發展，可以說這門學科最早的研究就是從麻醉學開始的。

藥物基因組學(Phamacogenomics)是伴隨人類基因組學研究的迅猛發展而開辟的藥物遺傳學研究的新領域，主要闡明藥物代謝、藥物轉運和藥物靶分子的基因多態性及藥物作用包括療效和毒副作用之間的關系。它是以提高藥物的療效及安全性為目標，研究影響藥物吸收、轉運、代謝、消除等個體差異的基因特性，以及基因變異所致的不同病人對藥物的不同反應，并由此開發新的藥物和用藥方法的科學。

1959年Vogel提出了“藥物遺傳學”，1997年Marshall提出“藥物基因組學”。藥物基因組學是藥物遺傳學的延伸和發展，兩者的研究方法和范疇有頗多相似之處，都是研究基因的遺傳變異與藥物反應關系的學科。但藥物遺傳學主要集中于研究單基因變異，特別是藥物代謝酶基因變異對藥物作用的影響；而藥物基因組學除覆蓋藥物遺傳學研究范疇外，還包括與藥物反應有關的所有遺傳學標志，藥物代謝靶受體或疾病發生鏈上諸多環節，所以研究領域更為廣泛[1，2，3]。

二、基本概念

1．分子生物學基本概念

基因是一個遺傳密碼單位，由位于一條染色體(即一條長DNA分子和與其相關的蛋白)上特定位置的一段DNA序列組成。等位基因是位于染色體單一基因座位上的、兩種或兩種以上不同形式基因中的一種。人類基因或等位基因變異最常見的類型是單核苷酸多態性(single-nucleotide polymorphism，SNP)。目前為止，已經鑒定出13 000 000多種SNPs。突變和多態性常可互換使用，但一般來說，突變是指低于1%的群體發生的變異，而多態性是高于1%的群體發生的變異。

2．基因多態性的命名法：

(1)數字前面的字母代表該基因座上最常見的核苷酸(即野生型)，而數字后的字母則代表突變的核苷酸。例如：μ阿片受體基因A118G指的是在118堿基對上的腺嘌呤核苷酸(A)被鳥嘌呤核苷酸(G)取代，也可寫成118A/G或118A>G。

(2)對于單個基因密碼子導致氨基酸轉換的多態性編碼也可以用相互轉換的氨基酸的來標記。例如：丁酰膽堿酯酶基因多態性Asp70Gly是指此蛋白質中第70個氨基酸－甘氨酸被天冬氨酸取代。

三、藥物基因組學的研究內容

基因多態性是藥物基因組學的研究基礎。藥物效應基因所編碼的酶、受體、離子通道及基因本身作為藥物作用的靶，是藥物基因組學研究的關鍵所在。這些基因編碼蛋白大致可分為三大類:藥物代謝酶、藥物作用靶點、藥物轉運蛋白等。其中研究最為深入的是麻醉藥物與藥物代謝酶CYP45O酶系基因多態性的相關性[1，2，3]。

基因多態性可通過藥物代謝動力學和藥物效應動力學改變來影響藥物作用，對于臨床較常用的、治療劑量范圍較窄的、替代藥物較少的麻醉藥物尤其需引起臨床重視。

（一）基因多態性對藥物代謝動力學的影響

基因多態性對藥物代謝動力學的影響主要是通過相應編碼的藥物代謝酶及藥物轉運蛋白等的改變而影響藥物的吸收、分布、轉運、代謝和生物轉化等方面[3，4，5，6]。

1、藥物代謝酶

與麻醉藥物代謝有關的酶有很多，其中對細胞色素-P450家族與丁酰膽堿酯酶的研究較多。

（1）細胞色素P-450（CYP45O）

麻醉藥物絕大部分在肝臟進行生物轉化，參與反應的主要酶類是由一個龐大基因家族編碼控制的細胞色素P450的氧化酶系統，其主要成分是細胞色素P-450（CYP45O）。CYP45O組成復雜，受基因多態性影響，稱為CYP45O基因超家族。1993年Nelson等制定出能反應CYP45O基因超家族內的進化關系的統一命名法：凡CYP45O基因表達的P450酶系的氨基酸同源性大于40%的視為同一家族（Family），以CYP后標阿拉伯數字表示，如CYP2；氨基酸同源性大于55%為同一亞族（Subfamily），在家族表達后面加一大寫字母，如CYP2D；每一亞族中的單個變化則在表達式后加上一個阿拉伯數字，如CYP2D6。

（2）丁酰膽堿酯酶

麻醉過程中常用短效肌松劑美維庫銨和琥珀酰膽堿，其作用時限依賴于水解速度。血漿中丁酰膽堿酯酶(假性膽堿酯酶)是水解這兩種藥物的酶，它的基因變異會使肌肉麻痹持續時間在個體間出現顯著差異。

2、藥物轉運蛋白的多態性

轉運蛋白控制藥物的攝取、分布和排除。P-糖蛋白參與很多藥物的能量依賴性跨膜轉運，包括一些止吐藥、鎮痛藥和抗心律失常藥等。P-糖蛋白由多藥耐藥基因（MDR1）編碼。不同個體間P-糖蛋白的表達差別明顯，MDR1基因的數種SNPs已經被證實，但其對臨床麻醉的意義還不清楚。

（二）基因多態性對藥物效應動力學的影響

麻醉藥物的受體（藥物靶點）蛋白編碼基因的多態性有可能引起個體對許多藥物敏感性的差異，產生不同的藥物效應和毒性反應[7，8]。

1、藍尼定受體-1（Ryanodine receptor-1，RYR1）

藍尼定受體-1是一種骨骼肌的鈣離子通道蛋白，參與骨骼肌的收縮過程。惡性高熱（malignant hyperthermia，MH）是一種具有家族遺傳性的、由于RYR1 基因異常而導致RYR1存在缺陷的亞臨床肌肉病，在揮發性吸入麻醉藥和琥珀酰膽堿的觸發下可以出現骨骼肌異常高代謝狀態，以至導致患者死亡。

2、阿片受體

μ-阿片受體由OPRM1基因編碼，是臨床使用的大部分阿片類藥物的主要作用位點。OPRM1基因的多態性在啟動子、內含子和編碼區均有發生，可引起受體蛋白的改變。嗎啡和其它阿片類藥物與μ-受體結合而產生鎮痛、鎮靜及呼吸抑制。不同個體之間μ-阿片受體基因的表達水平有差異，對疼痛刺激的反應也有差異，對阿片藥物的反應也不同。

3、GABAA 和 NMDA受體

γ-氨基丁酸A型（GABAA）受體是遞質門控離子通道，能夠調節多種麻醉藥物的效應。GABAA受體的亞單位（α、β、γ、δ、ε和θ）的編碼基因存在多態性（尤其α和β），可能與孤獨癥、酒精依賴、癲癇及精神分裂癥有關，但尚未見與麻醉藥物敏感性有關的報道。N-甲基-D-天門冬氨酸（NMDA）受體的多態性也有報道，但尚未發現與之相關的疾病。

（三）基因多態性對其它調節因子的影響

有些蛋白既不是藥物作用的直接靶點，也不影響藥代和藥效動力學，但其編碼基因的多態性在某些特定情況下會改變個體對藥物的反應。例如，載脂蛋白E基因的遺傳多態性可以影響羥甲基戊二酸單酰輔酶A（HMG-CoA）還原酶抑制劑（他汀類藥物）的治療反應。鮮紅色頭發的出現幾乎都是黑皮質素-1受體（MC1R）基因突變的結果。MC1R基因敲除的老鼠對麻醉藥的需求量增加。先天紅發婦女對地氟醚的需要量增加，熱痛敏上升而局麻效力減弱。

四、苯二氮卓類藥與基因多態性

大多數苯二氮卓類藥經肝臟CYP45O代謝形成極性代謝物，由膽汁或尿液排出。常用的苯二氮卓類藥物咪唑安定就是由CYP3A代謝，其代謝產物主要是1-羥基咪唑安定，其次是4-羥基咪唑安定。在體實驗顯示不同個體咪唑安定的清除率可有五倍的差異。

地西泮是另一種常用的苯二氮卓類鎮靜藥，由CYP2C19和CYP2D6代謝。細胞色素CYP 2C19的G681A多態性中A等位基因純合子個體與正常等位基因G純合子個體相比，地西泮的半衰期延長4倍，可能是CYP2C19的代謝活性明顯降低的原因。A等位基因雜合子個體對地西泮代謝的半衰期介于兩者之間。這些基因的差異在臨床上表現為地西泮用藥后鎮靜或意識消失的時間延長[9，10]。

五、吸入麻醉藥與基因多態性

到目前為止，吸入麻醉藥的藥物基因組學研究主要集中于尋找引起藥物副反應的遺傳方面的原因，其中研究最多的是MH。藥物基因組學研究發現RYR1基因變異與MH密切相關，現在已知至少有23種不同的RYR1基因多態性與MH有關。

與MH不同，氟烷性肝炎可能源于機體對在CYP2E1作用下產生的氟烷代謝產物的一種免疫反應，但其發生機制還不十分清楚 [7，11]。

六、神經肌肉阻滯藥與基因多態性

神經肌肉阻滯藥如琥珀酰膽堿和美維庫銨的作用與遺傳因素密切相關。血漿中丁酰膽堿酯酶(假性膽堿酯酶)是一種水解這兩種藥物的酶，已發現該酶超過40種的基因多態性，其中最常見的是被稱為非典型的（A）變異體，其第70位發生點突變而導致一個氨基酸的改變，與應用肌松劑后長時間窒息有關。如果丁酰膽堿酯酶Asp70Gly多態性雜合子(單個等位基因)表達，會導致膽堿酯酶活性降低，藥物作用時間通常會延長3～8倍；而丁酰膽堿酯酶Asp70Gly多態性的純合子(2個等位基因)表達則更加延長其恢復時間，比正常人增加60倍。法國的一項研究表明，應用多聚酶鏈反應（PCR）方法，16例發生過窒息延長的病人中13例被檢測為A變異體陽性。預先了解丁酰膽堿酯酶基因型的改變，避免這些藥物的應用可以縮短術后恢復時間和降低醫療費用[6，12]。

七、鎮痛藥物與基因多態性

μ-阿片受體是臨床應用的阿片類藥的主要作用部位。5%～10%的高加索人存在兩種常見μ-阿片受體基因變異，即A118G和G2172T。A118G變異型使阿片藥物的鎮痛效力減弱。另一種阿片相關效應—瞳孔縮小，在118G攜帶者明顯減弱。多態性還可影響阿片類藥物的代謝。

阿片類藥物的重要的代謝酶是CYP2D6。可待因通過CYP2D6轉化為它的活性代謝產物－嗎啡，從而發揮鎮痛作用。對33名曾使用過曲馬多的死者進行尸檢發現，CYP2D6等位基因表達的數量與曲馬多和O－和N－去甲基曲馬多的血漿濃度比值密切相關，說明其代謝速度受CYP2D6多態性的影響。除CYP2D6外，美沙酮的代謝還受CYP3A4的作用。已證實CYP3A4在其它阿片類藥如芬太尼、阿芬太尼和蘇芬太尼的代謝方面也發揮重要作用。

有報道顯示兒茶酚O-甲基轉移酶(COMT)基因與痛覺的產生有關。COMT是兒茶酚胺代謝的重要介質，也是痛覺傳導通路上腎上腺素能和多巴胺能神經的調控因子。研究證實Val158Met COMT基因多態性可以使該酶的活性下降3～4倍。Zubieta等報道，G1947A多態性個體對實驗性疼痛的耐受性較差，μ-阿片受體密度增加，內源性腦啡肽水平降低[13～16]。

八、局部麻醉藥與基因多態性

羅哌卡因是一種新型的酰胺類局麻藥，有特有的S-(-)-S對應體，主要經肝臟代謝消除。羅哌卡因代謝產物3-OH-羅哌卡因由CYP1A2代謝生成，而4-OH-羅哌卡因、2-OH-羅哌卡因和2-6-pipecoloxylidide (PPX)則主要由CYP3A4代謝生成。CYP1A2的基因多態性主要是C734T和G2964A。Mendoza等對159例墨西哥人的DNA進行檢測，發現CYP1A2基因的突變率為43%。Murayama等發現日本人中CYP1A2基因存在6種導致氨基酸替換的SNPs。這些發現可能對藥物代謝動力學的研究、個體化用藥具有重要意義[17，18，19]。

九、總結與展望

篇2

[關鍵詞] 精準醫學；基因組學；醫學研究生；培養

[中圖分類號] R394；G642 [文獻標識碼] A [文章號] 1673-7210（2017）01（a）-0113-04

[Abstract] Precision medicine is the development trend of medical science. The ability to practice precision medicine is dependent on genomics. The genomics research of common diseases and rare diseases， as well as the pharmacogenomics have been widely used in the era of precision medicine. To help the postgraduate students master the basic knowledge of genomics and understanding the latest genomics development and application， it is necessary to keep pace with the development of discipline. By learning genomics， the medical postgraduates can improve the ability and level of scientific research， and lay a good found a tion for their clinical work in future. To adapt to the requirements of the rapid development of genomics， some elements of teaching mode should bead just to meet the requirements of rapid development of genomics in the era of precision medicine， which can expand the basic knowledge of medical postgraduates and train medical talents with interdisciplinary background.

[Key words] Precision medicine； Genomics； Medical postgraduates； Cultivation

精準醫學是以個體化醫療為基礎、隨著基因組測序技術快速進步以及生物信息與大數據科學的交叉應用而發展起來的新型醫學概念與醫療模式。2015年1月20日，美國總統奧巴馬發表講話，呼吁美國要增加醫學研究經費，推動個體化基因組學研究，依據個人基因信息為癌癥及其他疾病患者制訂個體醫療方案，拉開了精準醫學的大幕。精準醫學體現了醫學科學發展趨勢，也代表了臨床實踐發展的方向，必將在不遠的將來惠及國民健康及疾病防治。基因組學研究是實現精準醫學的重要手段。本文就精準醫學時代培養醫學研究生利用基因組學進行科研工作和疾病診療的重要性以及基因組學教學模式的調整進行初步探討。

1 精準醫學的本質

精準醫學是通過基因組、蛋白質組等組學技術和其他前沿科技，依據患者內在生物學信息及臨床特點，在分子學水平為疾病提供更加精細的分類及診斷，從而對患者進行個性化精準治療，以期達到治療效果最大化和副作用最小化的一門訂制醫療模式[1]。精確、準時、共享、個體化是精準醫學的四要素。

精準醫學研究的主要目的是通過標準化的各種大型的隊列研究和多種組學研究，尋找疾病的新的生物標志物以完善疾病分類；完善后的新疾病分型通過藥物基因組學等手段進行臨床轉化，達到個體化的精準醫療[2]。如何將精準醫學基礎研究成果轉化，服務于臨床實踐，將是精準醫學模式下需要著重思考的問題。

篇3

我們在做民族音樂學研究時，最初是要確定一個具體的研究對象，以及研究對象所涉及的內容、范圍與目標，在這些初步研究預案確定之后，我們就要進行最為基礎的文本資料收集工作。文本資料就是由研究者撰寫的、用文字表述的研究成果，是根據個人研究思路完成的具有學術價值的論著，包括研究專著、研究概論、研究論文、研究報告、研究綜述等，這是最為直接的研究文本資料。除此之外還需要收集與研究對象相關的輔文本資料，例如歷史、民俗、文化、宗教、地理、方志等方面的資料，以此為基礎對研究對象進行比較全面的考量。文本資料一般會被認為是二手資料，因為這不是研究者親身進入田野現場采集所得，但是對開展研究工作具有極為重要的意義。因為文本資料是現成的學術研究成果，是不同學者在不同歷史時期留下的學術經驗，一個人的學術生命與研究能力畢竟有限，只有立足于前人研究的基礎上，汲取前人的研究經驗，才能真正站在巨人的肩上，獲得廣闊的學術見聞、拓展新的學術視野。收集到文本資料后就要對其進行梳理與分析，民族音樂學文本資料分析包括以下三個方面的內容：第一是對前人研究視角與方法的學習，因為民族音樂學提倡方法論的運用，注重研究視域與方法的重要意義，文本資料中對于研究對象采用的各種方法，都是成功的研究案例，我們在研究過程中要予以吸收、借鑒。研究方法與研究視角是前人針對研究對象進行的學術規劃，體現出個人的研究理念以及整個時代的學術思潮。對于文本資料中研究方法的歸類與梳理，可以讓我們制定出更加切合實際的研究方案。第二就是對研究對象本體形態的記錄與描述，例如對某一音樂事項中樂人、樂譜、樂器、表演形式、人員構成、表演場合、表演儀軌等方面的記錄。這些本體形態的記錄對于研究具有重要的現實意義，可以以此為基準窺探研究對象在歷時發展中的流變過程。例如1954年楊蔭瀏先生執筆完成的《陜西的鼓樂社與銅器社》調查報告，這是西安鼓樂研究的第一份學術著作，記錄了考察組1952年、1953年兩次對西安鼓樂各大樂社調查時所采錄的信息，其中包括各大樂社基本情況介紹、樂社人員信息表、樂社保存曲譜、樂器形制測量以及演奏實況錄音等。這些資料已經成為西安鼓樂研究的原始數據，只要將這些資料與目前各個樂社的實際情況進行對比，就可以看到六十年來西安鼓樂的生存、演進狀況。其三就是對各類歷史、文化、地理等輔助資料進行研讀，因為民族音樂學主要研究音樂與文化的關系，在文化環境中考察人的音樂行為。民族音樂學研究從不把音樂當如孤立的事件，而是把音樂放置在整個文化體系中進行考量。因此需要對研究對象的生存環境、歷史建構、社會組織、民俗宗教、生活習性等內容進行整體把握，要從文化生態環境中調查音樂與文化的關系，以及它們之間的相互作用力。

二、實地調查資料收集

實地調查是民族音樂學研究的必經步驟，研究者獨立進入音樂事項的發生地，親身參與當地的音樂活動，采集第一手的研究資料，是研究者的學術成人禮。“實地調查作為民族音樂學總體研究方法體系中的一個重要程序和環節，在國外民族音樂學界以及相關的社會科學研究中，通常稱為‘田野作業’（AnehropoiogicalFieldWork），這是文化人類學領域經常強調和廣泛使用的一個學術名詞（另還有‘直接觀察法’、‘住居體驗法’、‘局內觀察法’等稱呼）。”[1]在民族音樂學發展早期的比較音樂學階段，大多數研究者主要從事案頭工作，他們將他人采集而來的資料進行分析，自己并不真正走入田野現場，這些的學者被稱為“扶手椅上的研究者”。現在的民族音樂學深受北美學派文化人類學研究觀念的影響，要求研究者必須親自走進田野，以局外人的身份融入到研究對象的文化空間中，由此形成個人的研究體驗，這樣的研究者被稱為“馬背上的研究者”。實地調查資料包括實物資料和信息資料兩個部分，實物資料為樂器、樂譜、服裝、道具等音樂表演實物，需要在調查中進行拍照、測量、測音等。信息資料包括研究對象的歷史信息、樂人信息、演奏形式、表演內容、表演場合、表演禁忌等，這些資料往往是以口傳的形式存在，需要訪談、拍照、錄音、錄像等手段予以采集。一般來說實地調查前需要先與當地樂人、社區負責人或行政主管部門進行接洽，得到許可后才能踏入田野。在資料采錄的過程中需要保持尊重、嚴謹的工作態度，任何資料的參閱、詢問、采集都需要得到當事人的同意，只有與當地人建立起良好的關系，消除他們的顧慮，才能保證資料收集的真實性與可靠性。在信息資料的收集中，有些音樂種類是儀式性音樂，在表演的內容、形式、空間、時間上具有嚴格的限定，有些音樂只在特定的場合與時間內演奏，其他空間與時間是不能表演的。我們在采錄這些資料時，一定要注意當地的文化禁忌，尊重當地人的風俗習慣，確保采錄工作的正常進行。在實地調查中口述史訪談是最為常見的資料收集手段，很多傳統音樂種類是世代口耳相傳的藝術形式，它們并不見諸于文字，這些音樂的歷史發展脈絡、表演技藝、表演內容都蘊藏在樂人的腦海中，這就需要通過訪談的形式了解這些信息。在口述史采集中要注意采訪的態度和語氣，不能急功近利，需要采用循序漸進、步步深入的方式去引導、啟發當事人，從而獲得調查者需要的信息。口述史是由當事人口頭敘述而來，具有一定的主觀性特征，由于當事人受記憶、認知、觀念、心態等因素的影響，口述史的內容不一定是準確和客觀的。因此在采錄口述歷史信息時，需要就同一問題尋找不同的當時人進行采訪，并對采訪內容進行比對和邏輯分析，由此梳理出相對完整、客觀的敘述。

三、文本資料與實地調查資料的運用

文本資料與實地調查資料作為民族音樂學資料收集的兩大內容，在最終的研究中要將這兩類資料結合起來進行，以宏觀的視角對這兩類資料進行整體研究，要兼顧兩類資料的內容，發揮出文本與調查之間的學術特性，在研究論著中做到融會貫通，形成具有一定學術水準的研究成果。文本資料屬于二手資料，是前人留下的研究成果，是可供參考的現實資料。實地調查資料是一手資料，是研究者自身通過進入田野現場而獲得的最新研究資料，這兩方面的資料共同支撐民族音樂學的研究工作。開展一切研究必須建立在前人經驗成果的基礎上，只有這樣才能使自己的研究具有學術性、開創性，文本資料收集的深度、廣度，決定最后研究成果的高度。實地考察資料是對現有音樂事項傳承、存續狀態的直接采集，是鮮活的研究信息，由此為基礎掌握研究對象的發展動態，從而做出相應的研究論述。在對這兩種資料的分析中，要樹立思辨、批判的態度，研究者獲得的文本與調查資料既要相互補充、相互支撐，也要相互對比、相互論證。在使用文本資料的信息與成果時，需要與實地調查資料進行論證，確保文本資料的真實性。研究者采集的調查資料需要與文本資料進行對比，從中發現是否有缺失、忽略的問題。在兩類資料的對比、統一中達到學術著作客觀、真實的基本要求。在研究文論的撰寫中如何利用這兩類資料，這是對研究者學術眼界與駕馭能力的考驗，需要依據文本、調查兩類資料中的內容規劃出研究方向與目標，形成研究視角與方法。民族音樂學近年來隨著對文化人類學方法論的引入，其內涵與外延不斷擴大，田野的范圍也不再局限于山間地頭，只要是音樂事項的發生地，都可以劃定為民族音樂學的“田野”。研究內容大體可以分為音樂本體與音樂文化兩大類，音樂本體就是對音樂形態結構的分析，包含律、調、譜、器、曲等內容。音樂文化涉及多個跨學科、交叉性研究領域，例如：音樂社會學研究、區域音樂研究、城市音樂研究、樂器文化研究、歷史民族音樂研究、社會性別研究等。因此面對不同的研究內容，需要明確、清晰的研究定位，在資料的梳理中予以關注，進一步突出研究主題。同時對研究資料要進行解釋，不能對研究資料進行不加思辨的堆砌與填充。有學者批評近年來的民族音樂學的論著越來越像“旅行游記”，其中充滿豐富的田野記錄，但缺乏實際的學術研判，這就是缺乏資料分析能力造成的后果。美國人類學家格爾茨認為：“對文化的分析不是一種探尋規律的實驗科學，而是一種探求意義的解釋科學。”[2]研究的目的在于提出學術觀點，解決學術問題，民族音樂學的研究目的就是解釋人類的文化行為。要將現有研究資料的價值充分調動起來，在研究著作中進行有目的的運用，對其中記錄的文化現象、文化行為進行分析和解釋，讓資料成為研究結論的支持與依據。只有資料運用得當，才能產生相應的學術效應。

四、結語

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[關鍵詞]大學生 學習動力 主觀因素 客觀因素

一、大學生學習動力現狀

1.學習目標不明確。根據南昌理工學院對本科生進行的調查,從學生對“學習目的”的回答情況,6.71%的學生學習主要目的是“為了報答父母”,4.08%的學生學習“設有特別的目的”。學生選擇最多的是“找個好工作”,占到總樣本的33.09%;其次才是“挖掘個人潛力實現個人的價值”和“專業有所成就”,體現出較強的功利傾向。

2.學習興趣不強。很多大學生對現有學習內容不感興趣。一部分學生不滿意自己所學專業,認為課程與實際聯系不大,沒什么意思。還有相當一部分大學生對學習采取消極、無所謂的態度。且隨著年級的增高,越來越多的學生對成績“無所謂”,得過且過。

3.學風不良,厭倦學習、逃避學習。學生出勤率不高,逃課、曠課現象普遍,把大量時間和精力用在上網聊天、玩游戲、打撲克等課外活動上。大學生考試作弊現象還普遍存在,建設良好的考風和學風將是一項長期持久的工作。

二、大學生學習動力不足的因素

1.主觀方面。首先,應試教育導致學生人生目標的短淺和功利。很多大學生在中小學時代受到”讀書就是為了上大學”這種教育方式的影響,進入大學前以考入理想大學作為唯一的學習目標和學習動力,認為考上大學就實現了自己的目標;進入大學后未能及時確定學習目標,動機落差大。其次,大學生學習態度未端正,沒有形成正確的學習觀。很多大學生認識不到學習是為自己的將來而進行知識儲備和經驗積累,是完善和發展自我的過程,相反卻認為學習是為了混畢業、拿學位、找工作、賺大錢等,因此放松學習、無所事事。把學習看作最不需要努力的事情。再者,對所學專業缺乏興趣。在高考填報志愿時,很多學生因為對所學專業不了解,或者遵從父母的意愿,或者受考分的限制,被調劑到其他專業等原因失去了選擇理想專業的資格,所學專業很多是迫于無奈,并非自己所愿,由此產生了厭學情緒。

2.客觀因素的影響。首先,就業的壓力。隨著高校的擴招,高校畢業生人數與年俱增,大學畢業生面臨的就業形勢也越來越嚴峻。很多大學生找不到工作,有的學生盡管找到工作,但就業的質量也不高,專業不對口,工資待遇低下。嚴峻的就業形勢嚴重影響了大學生的學習積極性,使大學生覺得學無所用,知識和能力得不到應有的尊重和發揮;容易產生消極情緒,直接影響學習的動力。其次,教育體制的問題。面對大量的可自由支配時間,有的學生感到無所適從,不知該怎樣學,學什么;還有很多學生產生懈怠心理,逃避上課。目前的大學考試,學生只需要在考前突擊復習即可通過;因此相當一部分學生覺得平時是否學習并不重要,只要在期末進行集中復習就可以應付考試。教學管理體制的不完善助長了部分學生的投機和僥幸心理,放松了對平時學習的要求。再者,教師教學水平參差不齊。教師的上課質量是影響其學習動機強度的重要因素。而目前部分教師教學內容與教學方式陳舊落后,教學計劃安排不合理;有的教師責任心不強,教學態度不認真,對教學投入的精力不足,上課古板、單調、索然無味,無法調動學生的學習積極性。最后,學校學習環境不佳,學習氛圍不濃。高校擴招后,教學設施建設滯后,滿足不了大學生的學習需求,影響了學生的學習積極性;

三、針對以上問題的主要對策

1.學生方面

(1)調整健康心理。心理健康是能正常學習的基礎,學生的心理健康不僅指沒有心理疾病,更要有積極向上發展的心理狀態。心理健康的學生是敬業的、是樂群的、是不斷提高自我修養的。我們要幫助學生了解并接納自己,能正視并滿足自己的需要,生活有目標并能自控,能有效處理問題,培養共情與合作能力,有責任感,建立滿意的人際關系,情緒愉快并基本穩定,對自己的環境具有高效而滿意的適應。

(2)培養學習興趣。一旦引起了學生的興趣,學生就會對學科產生強烈的求知欲望,明顯地表現出對所學內容必須理解,必須掌握的心理傾向,因而就學得十分積極主動,也很有成效。

(3)安排生活作息。多數大學生在學校住宿,而大學留給學生許多自由學習的時間,這些時間是讓學生根據自己對生活世界的認識與理解,根據自己的好惡、特長、客觀條件等,恰當地自己選擇選一些知識,從而使自己在原有的基礎上得到充分發展。

2.學校方面

(1)改善學校條件。首先,要解決的是教育資源嚴重不足的問題,完善實驗、操作、練習設施,讓學生有機會實踐自己的理論知識。其次,要注意教育資源分布均衡,無論是學校的精銳專業還是普通專業都應提供現代的教育教學設施和優良的師資力量,為學生的發展創造各種條件,以求達到各學院和專業強項更強,弱項變強。

(2)調整課程設置。高校應確定課程改革目標、原則、方向,劃分課程群,組建課程體系改革方案,精煉教學內容,著重技能方法和能力培養,從課程設置上調動學生學習的積極性。

3.教師方面

(1)良好的教師風度。所謂教師風度,是指教師個人的精神狀態、個性氣質、思想品質、道德風貌、生活習慣、穿著打扮等方面,通過自己特有的語言舉止,姿態動作所自然而然地流露出來的一種個性鮮明的神韻。教師的人格具有巨大的感召力,它能直接地、形象地感染和影響學生,如果教師儀表整潔大方、精神飽滿、熱情認真、言行得體、自然協調,學生便會從內心敬佩,課堂上很容易出現寬松、活潑、認真、和諧的氣氛,學生就會心情愉快、精力集中地認真學習。相反,如果教師因風度欠佳而使學生產生反感或輕視,那么課堂氣氛可想而知。

(2)調動學生學習興趣。 在教學過程中,除了正面引導學生進一步明確學習目的外,教師用較好的授課藝術來激發學生的學習興趣更有效。教師要全身心地投入,充分利用能使學生產生或增強學習興趣的條件來激發學生的學習興趣,使課堂內容生動、活潑和實用。教師要在授課過程中設計好導入、授課、和結束每個環節,而不能隨手打開書照本宣科, 久而久之必然產生學習倦怠,最終只留教師一人唱獨角戲。

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【關鍵詞】高等教育 少數民族 教學質量

The factors of influencing quality of education of the minority and countermove of discussing

JiaNatiGuLimalanWangQing

【Abstract】The minority race is account of a probably amount of all people in the northwest area.But the quality of education is far away from the Han nationality because of social economics,and the lag of education notion. This text analyses major factors of influencing the quality of education of the minority and promotes the corresponding proposal to improve the quality of education of the minority.

【Keyword】The high educationThe minorityQuality of the education

1．引言。近年來，為了適應世界知識經濟發展的需要，推進我國社會主義現代化的進程，實施科教興國的偉大戰略，我國的高等教育實施超常規跨越式發展，尤其在招生規模上。截至2005年，高等教育在學人數超過了2300萬人，比2000年增加了近二倍。與此同時，國家也加速少數民族的人才培養計劃，據統計，2005年，全國236所高校共招收少數民族預科生2.1萬人，比上一年遞增16.7%。2006年國家還擴大少數民族研究生的招生力度，并確定2006年少數民族碩士研究生2000名、博士研究生500人的招生計劃。從招生的規模來看，所占比重非常小，與國家提高全民素質的要求相差較遠。然而，從招生的情況來看由于少數民族地區中小學教學資源相當有限，相對擴大的招生的數量導致進入高校的少數民族學生的質量相應下降，使高等教育效果受到影響，教學質量成為目前高校少數民族教育的難題。

2．影響高校少數民族教學質量提高的因素。

2．1中小學教學資源薄弱。就全國而言，新疆、、寧夏、云南、貴州、廣西、內蒙古等，約占我國少數民族人口的60%以上。然而，這些地區經濟發展比較落后，地理環境比較封閉，人才資源稀缺，教學條件較差，缺乏正常的教學設備和穩定的教師隊伍。以新疆為例，2003年全區總人口1933.95萬人，少數民族人口1162.5萬人，占60.13%。其中，維吾爾族主要分布在新疆經濟相對落后的南疆地區，哈薩克族主要分布在相對封閉的北疆山區。據資料統計表明，新疆城鎮中小學教師達標率為40%左右，其中近50%的中小學教師的學歷不合格。南疆少數民族鄉村地區，漢語言教育落后，達標的漢族教師教授漢語的比例不到10%，民族教師教授漢語存在“會認不會講”的現象非常嚴重，大大的降低民族學生的漢語能力，直接導致這部分民族學生進入高校無法準確理解專業知識，嚴重的影響高校的教學質量。

2．2招生比例擴大，高校門檻降低，民漢差距依然很大。隨著高校的擴招，學生的升學比例直線上升。近年來，由于計劃生育和全民素質的提高，我國人口自然增長的速度大大降低，尤其是80年以后的學生，大多是獨生子女，而且新疆采取少數民族學生單獨劃分數線錄取學生。與此同時，隨著高校的擴招，導致大學生的入學成績下降。以前是上了分數線才能錄取，現在越來越多的高校喜歡招入民考漢學生，但上分數線的人數不夠，只好降低分數標準。據2001－2007年新疆理科漢語言和理科民考漢的高考分數線分析，一本分數線相差平均為123分，二本分數線相差平均為97.4分，見表1。如此巨大的分數差距，讓很多基礎很差的民族學生進入高校，尤其數學、物理還不到30分的學生學習理工科，自然在學習上有很大的困難。

2．3學習動機不足，學習自主性差。隨著高校體制改革，學生實行自主擇業，80%的民族學生在學習態度上與漢族學生有很大的差別。一方面，由于專業知識理論性強，加之他們基礎薄弱，相對而言在社會上的直接利用性不是很強，民考民學生漢語理解能力比較差，上課經常出現逃學或請假的現象。另一方面，由于專業基礎課學得不夠扎實，直接導致很多學生在專業課的學習上，難以準確理解其內容，最終出現什么課都無法學好。

與此同時，部分民族學生來自經濟相對落后的地區，由于他們的天資相對較高，調查統計，有20%的學生在原來的本民族語言學習過程中并沒有遇到什么大的困難。因此，這些學生進入大學之后漢語授課，遇到兩種語言理解上的差異，導致上課帶著耳朵聽，不怎么做筆記，課后的自習、做作業不及時，學習積極性下降，出現逃學無法學好現象。

2．4學校管理體制不完善。在學校管理方面，也存在一些問題。對少數民族學生的學籍管理不嚴，缺乏針對民族學生學習行為約束的激勵機制，雖然教學計劃、教學要求與漢族學生一致，但實際實施過程中存在隨意改動教學內容、學習要求、降低考試標準、劃考試范圍、考試內容過于簡單、考試不嚴格等現象，這些因素影響學習好的學生的正常學習和學習積極性，產生學生之間不良的作用，因此，問題在于部分學生本身底子差，再說學校沒有嚴格要求預科階段漢語學習和進入專業后沒有處理好管與教之間的關系，卻仍然影響提高教學質量。

3．提高高校少數民族教學質量的對策。

3．1加強民漢學生交流，促進漢語水平。讓少數民族學生與漢族學生在一起住。這樣有利于增強少數民族學生與漢族學生之間的交流，也有利于少數民族學生質量的提高。在大學里部分課程，讓少數民族學生與漢族學生在一起上課，如果在考核分數上難以掌握，可以調整判分標準。

3．2加強英語學習。解決這個問題的方法是從小學開始就讓少數民族學生學習英語，其實少數民族學生的語言能力普遍比漢族學生強。在大學預科期間也應該加強英語訓練。如果大學期間少數民族學生也要求和漢族學生一樣，學習同樣的課本，大學畢業時必須過國家英語四級，少數民族學生的英語水平就能得到相應的提高。

3．3強化民漢學生統一管理。在大學的課程上，要進行適當的調整，應該把重點放在少數民族學生的語言教學上，減少一些專業理論課，加強實用性的課程，這樣能夠提高少數民族學生的學習興趣，對于少數民族學生教育質量的制約性因素，除了漢語、英語和數理化基礎這些主要因素以外，還有許多人為的因素：①在學生方面，少數民族學生總覺得自己應該比漢族學生差，有一種自卑感。如在上autoCAD這門課時，漢族班和少數民族班在一起上課，到最后交作業時，漢族學生都按老師的要求，完成了作業。而少數民族學生只完成了一部分，當老師告訴他們應該把作業做完時，他們說：“我們是少數民族學生，不能和漢族學生同樣的要求。”②在教師方面，當給少數民族學生上課時，就采用簡單的課本，如果是同樣的課本，就只教書中的某些部分。這樣，到上專業課時，有些專業課要用的知識，沒有講到或講得不全，達不到專業的要求。專業課也同樣出現類似的情況，到畢業設計時，這個問題就體現出來了。由于專業知識的欠缺，對于他們畢業后的工作，更有直接影響。

總之，進一步嚴格要求少數民族學生，使他們有更多的學習機會和時間，提高他們的自覺性、自信心和競爭能力，使他們有較強的學習緊迫感和社會責任感。最終目標是讓少數民族學生充分發揮自己的特長，造就一個努力學習、自強不息的社會環境，為祖國的現代化建設培養出更多的優秀人才。

參考文獻

1 趙壁全.試論大學生素質教育的現狀及其途徑.中國電子教育.1997(4)

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【關鍵詞】基因組學 教學 改革

【Abstract】Genomics is a young discipline which is born with the successful implementation of the human genome project， and its content is involved in the leading edge and hot spot of the life science research. Learning genomics has a profound impact on enriching and improving the students’ knowledge system and cultivating students’ innovative consciousness and ability. After several years of teaching practice， from the teaching content， teaching methods to make a reasonable improvement， in order to improve the quality of teaching， and strive to cultivate high？鄄quality professionals.

【Key words】Genomics； education； innovation

【基金項目】湖南農業大學課程質量標準建設遴選項目《基因組學》和湖南農業大學教改項目B2015021資助。

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）06-0233-02

伴隨人類基因組計劃，一門新興的生命科學前沿學科基因組學（ Genomics）應運而生。不同于以往的分子遺傳學以“單個”基因為研究對象的思路，基因組學從物種的整個基因組入手來研究基因的結構、功能和進化[1]。經過近20年的迅速發展，基礎基因組學研究已經形成了結構基因組學、功能基因組學和比較基因組學三個不同的領域[1-3]，還衍生出了轉錄物組、蛋白質組、代謝組、甲基化組等一系列組學研究的分支，引發了生物科學研究的系統觀熱潮[2]。

目前，基因組學已成為高校生物學課程體系中的重要組成部分，越來越多的高校都將其設為生物學相關專業的必修課或選修課。課程的開設不僅有利于學生了解生命科學發展的前沿，還能為學生研究生階段開展相關課題提供研究思路和背景知識。然而，基因組學發展迅速，如何使教學緊跟學科發展的步伐，讓學生在有限的課堂教學中既能掌握基因組學的基礎知識，又能及時了解最新的基因組學發展技術，成為教學中的難點。因此，教師需要不斷更新教學內容，緊跟學科發展的步伐，以增強學生的學習興趣，提高學習的主動性。此外，基因組學與其他學科具有很強的交叉性，教師授課過程中既要避免內容的重復，又要能深入淺出地把內容抽象、過程復雜的研究方法條理清晰、簡單明了地傳授給學生。針對基因組學課程的上述特點以及這幾年的教學實踐，筆者從基因組學教學內容和教學手段進行了調整和優化，探索了適合本門課程的教學方法和模式，以期提高基因組學的教學效果，以適應新形勢下素質教育的需要。

一、選擇合適的教材

我國許多高校的生物信息、生物技術等相關專業課程設置中都將基因組學設為專業課或選修課，如華中科技大學、暨南大學、揚州大學等。我校也在學生先修遺傳學、分子生物學和生物信息學的基礎上，開設基因組學課程作為生物信息學的一門專業課，共設置40課時。經過了解，國內廣泛使用的基因組學教材主要有兩本，即國內復旦大學楊金水教授編著的《基因組學》（2002年第一版，2007年第二版，2013年第三版）和英國曼徹斯特大學理工學院TA.Brown教授編著的《Genomes》（1999年版、2002年版、2006年版）。根據課程需要和課時數，我校自2005年生物信息學專業開設以來一直選擇結構體系比較完整、內容相對簡潔的楊金水編著的《基因組學》系列版本為主要教材。同時選用袁建剛等翻譯的、BrownTA編著的《基因組》及其英文版原著作為參考，補充楊金水編著的《基因組學》，部分內容敘述不夠詳盡的不足。該教材和參考書都更新及時，每隔數年就會補充基因組學研究領域的新成果和新技術然后再版，便于跟蹤學科前沿，掌握最新研究動態。參考書中英文對應，可方便學生對專業名詞的理解和把握，也有助于學生提高對英文文獻的閱讀能力。

二、構建系統的教學內容

基因組學教學內容與遺傳學、分組生物學和生物信息學課程的內容相互聯系、相互滲透。因此課程內容既要避免與現行課程中重復的部分，又突出本學科的特有內容，為此我們在與其他相關課程教師充分溝通的情況下進行了授課內容的安排。基因組學的知識結構可以分為結構基因組學、功能基因組學和比較基因組學三部分。結構基因組學是基因組研究的前提，是功能基因組學和比較基因組學內容理解和掌握的基礎，其主要目標是通過基因組測序獲得基因組序列。而基因組測序的前提是對基因組的基本結構和組成進行了解，然后在此基礎上進行基因組作圖，包括遺傳圖譜、物理圖譜的制作，最后進行基因組的測序與序列組裝。這部分屬于基因組學課程重點學習的內容，安排20個課時，主要涉及選用教材的前四章內容[4]。功能基因組學，被稱為后基因組學，它利用結構基因組學研究所提供的信息和產物，發展和應用新的實驗手段，通過在基因組或系統水平上全面分析基因的功能。這部分內容是目前發展最快的研究重點[5]，涉及很多關于研究基因功能的實驗方法，因此也是課程的難點。研究內容包括基因組序列中基因功能的發現、單個基因功能的確定、基因表達分析及突變檢測和基因與基因之間的相互作用。本門課程中安排12課時學習該部分內容，主要涉及教材的第五章、第六章、第十章。教材的第七章和第十一章關于基因組的復制與轉錄調控的內容，分子生物學中有過講述，在基因組學的課程中不再重復。第八章和第九章關于轉錄組和蛋白組的內容另開設有相關的課程，也不在基因組學課程的講述范圍內。比較基因組學是基于結構基因組的基礎上，對已知的基因和基因組結構進行比較，來了解基因的功能、表達機理和物種進化的學科。通過對不同親緣關系物種的基因組序列進行比較，能夠鑒定出編碼序列、非編碼調控序列及給定物種獨有的序列。而基因組范圍之內的序列比對，可以了解不同物種在核苷酸組成、同線性關系和基因順序方面的異同，進而得到基因分析預測與定位、生物系統發生進化關系等方面的信息。這部分內容安排6課時，主要涉及教材的第十二至十四章的內容。這樣合理安排授課內容，使學生在頭腦中建立起一個從結構基因組學研究到功能基因組學研究再到比較基因組學研究的完善的知識體系。

此外，基因組學發展迅速，除了三大部分基本內容外還在課堂上及時補充和完善一些最新的研究成果。比如可以通過查詢Science、Nature 和Cell等頂級期刊，了解基因組學的最新研究進展和方法，使學生及時把握學科發展脈絡和方向，把基因組學課程真正建設成為一門開闊學生視野的課程。另外，課堂上可以討論一些社會上的熱點話題或者普及一些與生活息息相關的知識，如精準醫療等。還可以講述一些相關的故事，如諾貝爾獎得主的一些鮮為人知的故事。一些相關知識的應用，比如如何利用分子標記進行親子鑒定及法醫鑒定等也可以再課堂上適時的插入。這些內容可以極大地激發學生的興趣，拓寬學生的視野，提高學生學習的積極性。

三、多媒體與板書相結合教學

多媒體教學具有圖文并茂的效果，可以把抽象、微觀、枯燥、復雜的內容形象的展示出來。但多媒體課件播放比板書講解速度快，如果學生的思維無法跟上，則會大大地降低教學效果。傳統的板書教學則可以將知識更加系統地呈現給學生，更利于師生間的交流[6]。但板書教學比較耗時，尤其對于高等教育中較多的授課內容，完全采用板書會影響教學進度。此外，對于圖像和圖形的呈現，板書教學也無法勝任。因此，可采用“多媒體+板書”相結合的授課方式。授課提綱板書在黑板上，使學生整堂課都可以看見，讓學生對學習內容有整體的印象。多媒體課件解釋不清的問題，及時用板書補充。重點難點內容，也要結合板書詳細講解，同時借助多媒體手段將所需要的圖片、動畫和視頻插入課件，按照課程的需要播放，提高課堂教學效果。

四、組織學生參與科學研究

基因組學課程內容涉及許多研究方法和技術，部分經典的實驗技術在分子生物學與遺傳學中有過介紹，但一些新發展起來的技術上述課程學習的過程中沒有涉及。有些技術原理深奧、抽象，難以理解，最好的方法是讓學生親自參與實驗[7-9]。教師可組建基因組學科研興趣小組，讓學生利用課外時間參與老師的科研課題。學生通過親自參與基因組學相關實驗，可以深刻理解這些技術的原理，并掌握具體操作技術，將理論知識與實踐相結合，在幫助教師完成科研工作的同時培養了學生對科研工作的熱情，為學生進一步考研深造打下基礎。

五、應用靈活多樣的考核方式

科學、合理的考核方式有助于提高教學質量、培養創新型和應用型人才。傳統的考核方式主要是閉卷考試，容易使學生把考試當成最終的學習目標，不利于培養學生利用所學知識解決實際問題的能力。因此，改革教學考核方式的非常重要。考核除了對學生進行基本理論知識考試外，在成績評定標準上適當加大對學生動手能力和綜合技能的考核比重，增加平時成績的考核，條件允許的話還可以設置一些小實驗在實驗課的課堂上讓學生進行計算機模擬分析，充分激發學生的學習興趣。此外，還可以把科研過程中的一些小項目交給學生，讓學生查閱資料后根據所學內容進行試驗設計，教師進行指導修改后再反饋給學生。學生的平時成績最終按30%的比例計入最終成績。科學合理地應用上述方法可以很大程度改變學生的學習目標和學習方式，培養學生的創新能力和實踐能力。

經過幾年的實踐，我們的教學改革獲得了大多數學生的好評與認可。在今后的教學中，隨著教師教學經驗的積累和教學水平的進一步提高，將會不斷完善基因組學教學工作。基因組學發展迅速，如今已經滲透到生命科學研究的各個領域，尤其是近幾年基因組學研究領域的重大成果層出不窮，對生命科學的發展產生了極大的推動作用。針對基因組學教學過程中存在的主要問題[10，11]，在構建系統課程內容體系的同時，還應根據農林院校的專業特點，不斷改革和探索課程的教學方法，加強教師隊伍建設，不斷完善理論與實踐相結合的教學模式，為推進和實現高素質的創新型和應用型人才培養目標奠定基礎。

參考文獻：

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[2]解濤，梁衛平，丁達夫.后基因組時代的基因組功能注釋[J].生物化學與生物物理進展，2000，27（2）：166-170.

[3]李偉，印莉萍.基因組學相關概念及其研究進展[J].生物學通報，2000，35（11）：1-3.

[4]楊金水.基因組學[M].第3版.北京：高等教育出版社，2013.

[5]冷方偉.中國基因組學研究進展與發展態勢[J].生物化學與生物物理進展，2010，37（12）：1261-1264.

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[8]張勝利，李東方，張勝光.基因組學教學實踐與教學模式創新[J].考試周刊，2010（20）：198-199.

[9]柏文琴，郜剛.基因組學教學改革與實踐[J].微生物學通報，2012，39（6）：848-852.

篇7

關鍵詞: 基因組學 教學實踐 教學模式

人類基因組計劃的成功實施與完成標志著基因組學的誕生,她是一門新興起的生命科學邊緣學科。以人類基因組測序完成為標志,基因組生物學的研究重點由結構基因組學轉向以蛋白質組學為重要研究領域之一的功能基因組學。基因組學與蛋白質組學研究的實施與發展又孕育了生物信息學這一新興交叉學科的產生與發展。基因組學、蛋白質組學、生物信息學是基因組生物學的非常重要的研究領域,它們的發展息息相關,相輔相成,且與人類起源、疾病(如癌癥、肌營養不良癥、家族遺傳病等)預測診斷治療、新藥物新疫苗開發、生物武器鑒定、長壽與衰老死亡等許多方面有著重要關系,成為當今生命科學的熱點與前沿。廣義上,基因組學包含了結構基因組學、功能基因組學、比較基因組學、生物信息學等方面的內容。因此,該課程是一門生物學前沿課程和交叉課程,對于豐富生物技術等相關專業學生知識面,完善知識結構和提高創新能力都有著重要影響。我就近幾年來關于基因組學的教學實踐談幾點體會,并對革新課堂教學模式進行了初步嘗試。

一、教材

教材是一門課程的主要教學參考書,是確保教學過程系統性、規范性的關鍵,對教學效果有重要影響。基因組學是一門新興起的生命科學邊緣學科,我國許多高校的生物技術等相關專業課程設置中都將其設為專業限選課或選修課,如華中農業大學、天津醫科大學、重慶郵電大學等。本課程也是我校生物技術專業的一門專業限選課。在考察了有關基因組研究的眾多參考資料和兄弟院校的開課實際后,我們選了結構體系比較完整、內容深淺適宜、覆蓋面較全的復旦大學楊金水編著的《基因組學(第二版)》(高等教育出版社,2007年)為主要教材。此外,選用了袁建剛等翻譯的、BrownTA編著的《基因組2》(科學出版社,2006年)及其英文版原著Genomes2(BIOS Scientific Publishers Ltd)為重要參考教材。中英文對應的參考教材的使用更方便了學生對專業名詞的理解和把握,有助于學生對專業英文文獻的查閱和利用,便于跟蹤學科前沿,擴充知識面,豐富學生視野。

二、教學內容

基因組學是從整體上對生物基因組中所有DNA進行測序、拼裝和序列分析的一門科學,其研究對象涉及包括原核生物和真核生物在內的所有生命體。基因組測序的前提是進行基因組作圖,包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉錄本圖譜制作。測序后核苷酸序列分析主要是進行序列闡釋,包括基因預測、各種類型重復序列鑒定與功能性MicroRNA的預測,等等。最后是進行各種功能性元件如基因、MicroRNA等功能分析。因此,基因組學的主要教學內容包括基因組的基本結構及組成,遺傳圖譜與物理圖譜制作,基因組測序,基因組序列解讀,基因組內基因的表達和調控,染色質的結構與基因表達調控,基因組活性的調控,不同生物基因組比較序列分析,基因組進化,等等,并結合當今基因組學研究的前沿進行有選擇性的、重點的專題介紹,使學生不但能系統學習基因組學的必備知識,而且能對本學科發展方向及目前重大研究與突破有所了解,以豐富學生的相關知識并拓寬學生的知識面,為今后的就業與創業打下良好的基礎。

三、教學方法

近年來我國多數高校本科各專業培養方案普遍采取的是多課程、少學時的模式,使多數課程學時嚴重不足[1-2]。就基因組學課程來講,多數內容是生命科學研究的前沿與熱點,而且對于多數本科生來說不容易理解和接受,這客觀上需增加學時進行詳細闡述。一方面教學大綱規定的學時嚴重不足,而另一方面教學實踐上又確實需要增加學時來完成“解惑”的任務,怎樣解決這一棘手的矛盾呢?這就需要根據學生已經學過的相關課程,對課程內容進行精選而且課程骨架知識體系又不被破壞,制定詳細的教學計劃,講課方法根據內容進行有針對性選取,教學手段以多媒體輔助教學為主,并輔以必要的板書。

我在講課實踐中采取的是重點內容(如基因組作圖與測序、功能基因組學中的表觀遺傳學部分、基因組進化中的端粒復制與基因組穩定性及基因組進化的機制與模式等)以講授法為主,特別重要的知識點上輔以啟示法、討論法教學,如在講到表觀遺傳學的座位控制區LCR(Locus Control Region)功能的內容時,我設計了圖片(圖1、2),在講解時PPT演示按圖1、2所示分步驟一一顯示的,之后進行討論,最后推而廣之――研究一段待測DNA的功能時大都可以采取類似的方法。這樣邊講解、邊啟示、邊討論,最后讓學生自己總結出共性的東西的綜合教學法,極大地提高了學生課堂參與的積極性、主動性和創造性,取得了很好的教學效果。期末,學生的成績較好,而且學生對教學效果評價很高,達到優秀等次。

對于基因組學課程和分子生物學、生物化學等相關課程相交叉的內容,則以提問法為主要講課手段,以將知識點前后貫通為主要目標進行教學,并適當加快教學進度。對于一些次要的、擴充性內容則以課堂講授法為主,點到為止,但要求學生課下自讀。對于一些最近發展起來的新技術、新方法、新領域,則以專題的形式進行教學,以1―4學時的時間為宜,并以國內外權威期刊雜志如《科學通報》、《中國農業科學》、Nature、Science、PNAS、Plant Cell等近幾年尤其是近2年刊登的相關文章主要教學參考資料,確保專題教學的新穎性、權威性。

四、教學模式

教學模式是圍繞教學目標在一定的教育思想指導下形成的相對穩定的教學范型,是人們在長期的教學實踐中不斷總結、改進而逐步形成的,對教學效果有著重要影響。[3]近些年來,隨著新的教育教學思想不斷涌現,以及人們對教育教學認識的不斷深化,許多新的教學模式產生了,如愉快教學模式、自學輔導教學模式、探究研討教學模式、主體性教學模式等。[4]雖然這些教學模式體現了新時期素質教育的要求,但仍拘泥于固定場所的課堂教學模式。

1969年,美國的神經病學教授Barrows在加拿大的McMaster大學創立了PBL教學模式,即以問題為學習基礎(Problem-Based Learning,PBL)的教學模式[5]。PBL教學模式以具體疾病為基礎,緊密結合臨床實踐,提倡以學生為中心、教師為引導的小組討論式教學。其核心問題由多學科教學人員和相關臨床專科人員共同設計,建立完善的學習模塊,制定出某一病例的PBL手冊,提供給各討論小組。根據討論的問題與學習深度的不同將教學分為初級、中級、高級三個水平,初級水平的病例為模擬的標準病人(Standard Patient,SP),中高級的病例則為真實病人(Real Patient,RP)。在教室或醫院,由教師、學生、模擬病人(或真實病人)組成學習的虛擬或真實場景,進行三段討論式教學,即提出問題,討論自學建立假設,討論自學解疑,論證假設。每一模塊學習結束后進行測試、考核,最后進行總評。不難看出,與傳統的知識傳授型教學模式相比,PBL教學模式調動了學生主動學習的積極性,有利于提高學生的表達能力、溝通技巧和人際交流能力;有利于培養學生團隊精神和協作能力;有利于培養學生的臨床思維;PBL教學模式使實用性知識的傳授更加得到重視;由于評估體系科學,能準確評估教學效果。目前,該教學模式已被世界上許多大學的醫學專業教育所廣泛采納。

受該教學模式啟發,我認為基因組學少部分教學內容可以進行專題討論式教學模式探討。具體來講,就是首先與相關教師一塊兒設計每一個專題的核心問題,并提出應達到的目標要求,帶到課堂讓學生討論、發表意見,確定問題;之后,學生通過利用圖書館、網絡、知識講座等進行自學解疑,整理并寫出問題的解決方法,再進行課堂交流、討論;最后,通過討論進行歸納總結。當通過課堂討論提出核心問題之后,學生甚至可以分組到相關實驗室參觀學習,有條件的可以讓學生參與部分科研工作,這樣既可以讓學生將理論與實踐相結合,直接接觸前沿課題研究實際,又可以減輕教師科研中一些簡單的重復性勞動,提高科研設備的使用率。

五、結語

基因組學是伴隨著人類基因組計劃而誕生的一門新興學科,是當今生命科學研究的前沿,與人類重大疾病分子機理、生物起源演化、新藥物新疫苗開發等許多重要問題息息相關,對人類社會生活的許多方面都有重要影響。在我國許多高校的生物技術及其相關專業中基因組學是必開的一門課程,我就近幾年來的基因組學授課實踐經驗進行了概括介紹,并就教學模式創新、改革提出了建議,希望能對兄弟院校相關專業學生的培樣及相關課程的任課老師有所裨益。

參考文獻:

[1]張琛.酶工程課程的教學方法的探討與體會[J].科教文匯(上旬刊),2009,(1):223.

[2]梁紅波,鐘衛,熊磊.高分子物理課程的教學體會[J].高教論壇,2009,(1):80-81.

[3]方展勇.淺論課堂教學模式[J].廣西教育學院學報,2001,(3):35-39.

[4]刁維國.當代教學模式理論與實踐的新進展[J].內蒙古師范大學學報(教育科學版),2008,(11):42-45.

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關鍵詞：  藥物基因組學 個體化用藥  遺傳多態性  療效  毒副作用

        早在20世紀50年代我們就知道遺傳因素對藥物反應的影響，典型的例子是蠶豆病，該病因遺傳缺陷導致葡萄糖6-磷酸脫氫酶（G6PD）缺乏，或活性低下，引起一系列生化代謝異常，一般情況下患者無癥狀，但在吃蠶豆或使用抗瘧藥伯氨喹啉類及其他具有強氧化作用的藥物后就會出現急性溶血反應；再有就是異煙肼的乙酰化作用，因個體乙酰化速度不同，導致不同個體使用同等劑量異煙肼時出現療效差異，甚或發生毒副反應的現象。20世紀90年代，藥物基因組學的出現使我們對不同個體用藥后的藥物反應差異有了更深入了解，對很多以前難以解釋的藥物反應現象有了合理的解釋，對指導臨床合理用藥也有了更加科學的依據。

        1  藥物基因組學的概念

        藥物基因組學是基因功能學與分子藥理學的有機結合，是研究基因序列變異及其藥物不同反應的科學，以藥物效應及安全性為目標，運用已知的基因理論研究各種基因突變與藥效及安全性的關系，藥物基因組學強調個體化；通過它可為患者或者特定人群尋找合適的藥物及恰當的劑量，改善病人的治療效果。

        2  藥物基因組學的臨床意義

        藥物基因組學的研究涉及儲多藥物，本文僅以以下兩類藥物的基因組學研究成果來表述基因組學對指導臨床用藥的意義。

        2.1氨基糖苷類藥物與耳聾

        氨基糖苷類抗生素自1945年問世以來，因其殺菌作用強、抗菌譜較寬且價格低廉而在臨床上廣為應用，但其致耳聾的毒性反應也一直困擾著全世界的醫生。我國有聽力殘疾2000萬人，其中60%～80%為氨基糖苷類藥物中毒所致。

        氨基糖苷類抗生素致聾可分為兩類，一類因接受了毒性劑量而致聾；另一類則與遺傳因素相關。國內外學者均證實：線粒體基因第1555位點A-G的均值性點突變和氨基糖苷類誘導的耳聾關系非常密切。[1]即帶有線粒體A1555G點突變基因，哪怕是僅接受常規劑量或僅一次接觸氨基糖苷類即可致不可逆的聽力損失。這類耳聾占全部氨基糖苷類抗生素致聾患者的30%左右。目前，我國已繪制出不同于西方國家的耳聾基因突變譜，也已開發出針對中國人的耳聾基因芯片檢測體系。如能在新生兒出生時或出生后3天內采集臍帶血或足跟血篩查聾病易感基因，[2]使易感基因攜帶者終生避免使用氨基糖苷類藥物，則可避免“一針致聾”的悲劇。

        2.2抗高血壓藥物的選擇與劑量

        原發性高血壓的發生與環境因素（生活習慣、煙酒嗜好等）和遺傳因素關系密切。目前，臨床常用的抗高血壓藥可分為五類：利尿藥、β-受體阻斷藥、血管緊張素轉化酶抑制劑、血管緊張素II受體阻斷藥和鈣通道阻滯藥，大多數情況下醫生制定治療方案主要根據病人的年齡、體重、高血壓程度、有無并發癥等，憑經驗、試驗性地選擇藥物和藥物劑量，較少考慮遺傳因素，很多高血壓病人雖已用藥，但并未能取得滿意療效。藥物基因組學的研究發現：抗高血壓藥物的療效與藥物遺傳多態性有密切關系，如能在用藥前測定病人的基因類型，有目的地選擇藥物和藥物劑量，既可使疾病得到及時有效的治療、減少不良反應的發生，也能減少醫療費用的支出。

        2.2.1β-受體阻斷藥  β-受體阻斷藥通過降低交感神經功能產生降壓作用。影響大部分β-受體阻斷藥代謝的酶是細胞色素P450酶(CYP)系中的CYP2D6，該酶具有遺傳多態性，其基因變異可高度影響CYP2D6的活性。[3]CYP2D6可分為弱代謝型(PM)、中間代謝型(IM)、強代謝型(EM)和超強代謝型(UEM) 4種表型。PM的發生是由于CYP2D6基因突變造成酶活性的缺陷，此型患者代謝藥物的能力下降，可導致血藥濃度過高, 易誘發嚴重的不良反應如支氣管哮喘、心血管疾病，甚至死亡，對此基因型病人，臨床用藥應減少藥量。IM型者屬于強代謝者中較弱的一部分，因基因突變導致酶活性略微降低，此類病人用藥也應適當減少劑量。EM是正常人群的代謝表型，故臨床上使用常規治療劑量有效。UEM則是由于出現CYP2D6的多基因拷貝，使酶蛋白高度表達，導致酶活性的顯著增高，此基因型代謝藥物能力強，從而使血藥濃度降低而達不到治療效果，故應適當增加藥量，[4]或改用其他藥物。

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【Abstract】Based on the foundation of related research at home and abroad， paper summarizes the principle and research strategy， research background， basis and main application of system toxicology. At the same time， to explain its current status a case study of the system is introduced. And we hope to draw sufficient toxicological nutrition from the development of molecular biology and development itself combined with the research of traditional toxicology .

【關鍵詞】背景；技術；應用；進展

【Keywords】background； technology； application； progress

【中圖分類號】X-0 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）04-0195-02

1 系統毒理學及其誕生背景

系統毒理學是近10年來發展起來的一門新興學科，代表著后基因組時代毒理學發展的新方向。所謂系統毒理學是指通過了解機體暴露后在不同劑量、不同時點的基因表達譜、蛋白質譜和代謝物譜的改變以及傳統毒理學的研究參數，借助生物信息學和計算毒理學技術ζ浣行整合，從而系統地研究外源性化學物和環境應激等與機體相互作用的一門學科 [1]。

近年來，生命科學在新理論和新技術上有了突飛猛進的發展，一系列“組學”（omics）應運而生，如基因組學（genomics）、蛋白質組學（proteomics）、細胞組學（cellomics或cytomics），等新學科不斷涌現，使人們對基因和基因組的認識，對生命本質的認識和認識生命、健康的手段取得了重要的進展。

另外，傳統的毒理學研究依然存在許多不足，相對速發展的分子生物學技術和越來越多的外源性物質，毒理學的研究方法急待革新。

系統毒理學的發展，既有系統生物學發展的外在刺激，又有傳統毒理學在發展中克服自身不足的內在需求。

2 生物學基礎

2.1 基因組學

基因組學是研究基因組的結構、功能及表達產物的學科。基因組的產物不僅是蛋白質，還有許多復雜功能的RNA。將基因組學的方法與技術應用于毒理學研究領域，稱之為毒物基因組學（toxicogenomics）。毒物基因組學的基本方法是通過觀察生物在接觸毒物后基因表達譜的變化，篩選毒性相關基因、揭示毒作用的基因表達譜、快速篩選毒物、在基因組水平對化學物進行分類、篩選和檢測基因多態性、檢測基因突變、進行安全性評價等，從而解決化學物的聯合作用、高通量篩選對人體有毒性作用或者潛在毒作用的化學物、研究毒作用機制等毒理學研究上的關鍵問題[2]。

2.2 轉錄組學（transcriptomics）

轉錄組學是從RNA水平研究基因表達的情況。轉錄組即一個活細胞所能轉錄出來的所有RNA的總和，是研究細胞表型和功能的一個重要手段。

轉錄組譜可以提供什么條件下什么基因表達的信息，并據此推斷相應未知基因的功能，揭示特定調節基因的作用機制。通過這種基于基因表達譜的分子標簽，不僅可以辨別細胞的表型歸屬，還可以用于疾病的診斷。例如：阿爾茨海默病（Alzheimer′sdiseases，AD）中，出現神經原纖維纏結的大腦神經細胞基因表達譜就有別于正常神經元，當病理形態學尚未出現纖維纏結時，這種表達譜的差異即可以作為分子標志直接對該病進行診斷。

2.3 蛋白質組學

闡明生物體各種生物基因組在細胞中表達的全部蛋白質的表達模式及功能模式的學科。包括鑒定蛋白質的表達、存在方式（修飾形式）、結構、功能和相互作用等。

同時，基因的表達方式錯綜復雜，相同的一個基因在不同條件、不同時期可能會引起完全不同的作用，并加上翻譯后修飾作用如磷酸化、糖基化、乙酞化、羥基化等，使蛋白質的結構、功能及活性有動態和復雜的變異。各種蛋白質組技術的基本步驟均包括樣品蛋白質制備、蛋白質分離、質譜分析、蛋白質鑒定和肽質量指紋譜或純蛋白質裂解離子譜圖數據庫的檢索。

3 系統毒理學研究進展

AndrewCraig應用系統毒理學的方法分析使用噻吡二胺研究大鼠肝中毒的機理。大劑量的噻吡二胺可導致大鼠肝細胞的壞死，而原因并不清楚。作者通過基因組學，蛋白質組學和代謝組學的相關技術對具體的機理進行研究。通過對雄性大鼠連續注射噻吡二胺三天，注射劑量為150mg/kg/d，從血液和肝臟獲得藥物后（兩小時后），每天連續24小時收集尿液。監測數據可以對藥物在肝臟內的代謝途徑和轉換過程進行解釋。

MichaelWaters構想并建立了基于危害或風險評價的幾個毒物數據庫，其建立的第一個數據庫被發展為環保局辦公室下面的毒物數據庫。通過和政府，企業和科研院所的合作，其建立的毒物數據庫已經在毒理學研究和致癌研究方面發揮了巨大作用。

EthanYixunXu在研究中，對雄性大鼠分別進行鉑化合物和慶大霉素的染毒實驗。使用MetaCore分析軟件，通過整合尿液中代謝組學分析圖像和轉錄組學分析圖像來鑒別與腎毒物相關的生物化學變化。實驗表明，鉑化合物和慶大霉素可嚴重影響mRNA合成一些轉錄子，而每種轉錄子對應一種代謝產物。并進一步發現了腎臟中的幾個轉錄子可能在誘發腎病方面承擔主要媒介作用。

JiangshanWang等基于代謝組學技術，通過液相色譜法和質譜分析法對阿霉素（doxorubicin）作用于大鼠進行系統毒理學研究。然后，通過方差分析和組分分析方法來揭示隨劑量和時間的變化以及在多元變量情況下的相互影響。最后，各種設計致毒過程的代謝分子都可以通過精準的高通量試驗設備被鑒定出來，并據此推斷關于阿霉素致毒機理的假設。

Mutation Researchs志發表社論，指出“組學”是理解和學習系統毒理學的一個工具。“組學”技術可以獲取廣泛的基于基因組學，轉錄組學，蛋白質組學，代謝組學的數據信息。文章進一步指出，利用基因毒理學方法來研究系統毒理學的思路看似很簡單。社論指出，研究致毒機理對于正確評價藥物或者環境化學物暴露下的風險至關重要。

DavidJ.Spurgeon研究了使用系統毒理學的方法來理解環境化學混合物的聯合作用。有時候這些模型也有局限性，尤其在毒物發生相互作用的情況下，模型就不能精準的做出預測了。為了能更好地理解混合毒物的相互作用，一種新的實驗研究框架被建立，這種框架是用于理解化學生物利用度三部曲的延伸。這個框架認為，化學混合物的相互作用源于一些過程，包括①物種進化，化學污染物的轉運；②污染物在生物體內的吸附，消化，分配以及排泄；③化學污染物在目標靶位的粘合程度 [3]。

系統毒理學是在現代生物技術發展的基礎上發展起來的，它的出現和發展為人類研究毒理提供了一種新的思路和方法，也讓人們對于傳統毒理學無能為力的一些命題看到了希望，但作為一門新興的研究領域，他的研究方法并不成熟，研究思路也很模糊。雖然被寄予厚望，但要想從分子生物學的發展中汲取足夠營養并結合傳統毒理學的研究成果發展壯大自己并為人類健康做出貢獻，還有很長的路要走。

【參考文獻】

【1】王先良.系統毒理學及其應用.生態毒理學報[J].2006，1（4）：289-293.

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關鍵詞:食品安全檢測;蛋白組學;代謝組學;基因組學

1前言

民以食為天,食以安為先。食品安全關系人類健康,一直以來,都是全球關注的熱點。隨著社會經濟的發展,一方面,隨著生活水平不斷提高,公眾對食品安全越來越重視,要求也越來越高;另一方面食品工業快速發展,國際食品貿易日趨頻繁,食品安全問題已呈現全球化模式。威脅食品安全的因素不僅僅有傳統的化學危害物、食源性致病菌;采用劣質原料生產高貨值食品、以次充好、以假亂真、產地造假、成分造假等等問題,是目前食品安全面臨的新挑戰。目前,已知危害物的檢驗技術已經比較成熟;未知、潛在的食品安全危害物偵別及成分鑒定、產地鑒定等,是食品安全檢測技術面臨的難題。食品安全檢測迫切需要新的方法和手段來解決這些難題和挑戰。組學是最近幾十年發展起來的新學科,主要包括基因組學(Genomics)、蛋白組學(Proteinomics)、代謝組學(Metabolomics)、轉錄組學(Transcriptomics)、脂質組學(Lipidomics)、糖組學(Glycomics)等等。其中,基因組學、轉錄組學、蛋白組學和代謝組學共同構成了“系統生物學”[1-2]。組學技術的基本思路是通過研究成千上萬的DNA、RNA、蛋白質或者代謝物等物質,找出與某一生命過程相關的特征蛋白、DNA、RNA或者代謝物,進而對某一目標進行評估。組學技術依托高通量、高分辨率、高精度的現代化分析儀器,通過海量數據處理,進行信息提取和結果分析。近年來,組學技術與食品安全檢測不斷融合,在食品安全檢測領域發揮著越來越重要的作用。

2與食品安全檢測相關的組學技術

2.1蛋白組學。蛋白組學研究特定狀態下蛋白整體水平的存在狀態和活動規律,是從分子水平上來分析蛋白質的表達、修飾、功能等的一門學科。蛋白組學的研究對象涉及植物、動物、微生物等,其在藥物開發、病理研究、食品安全等方向都有諸多應用。蛋白質可以作為食品組分的特征標記物,因此蛋白組學可以用于食品安全檢測[3]。蛋白組學的研究手段主要有凝膠技術和質譜技術,質譜可以對肽段和蛋白進行表征和測序,是分析蛋白的重要技術。通過蛋白酶解后得到肽段的肽指紋圖譜結合質譜技術,可以分析某一種或同類食物的蛋白質成分[4],經過比較和篩選,確定特征標志蛋白或者肽。基于對蛋白或者肽的分析,質譜技術可以獲得食品組分的特定指紋信息,實現定性分析。一旦獲得蛋白標志物或者肽標志物,即可用液相色譜-質譜的選擇反應監測(SRM)或者多反應監測(MRM)模式對目標物進行快速、靈敏的定量分析檢測。2.2代謝組學。代謝組學以生命體的代謝物為研究對象,主要研究分子量1000以下的小分子[5-6]。根據研究對象不同,代謝組學可以分為研究已知化合物的靶向代謝組學和分析未知化合物非靶向代謝組學。代謝組學作為新興的研究技術已應用在食品安全、藥物研發、疾病診斷、環境科學和植物育種等方面[7]。代謝組學的主要研究手段包括核磁共振技術(NMR)和質譜技術。質譜技術以高通量、高靈敏度著稱,飛行時間質譜和高分辨質譜是代謝組學研究中經常用到的儀器;NMR技術具有非破壞性的優點,可以對研究對象內部化學變化和生化反應進行跟蹤[8-9]。常見的代謝物主要有極性化合物(例如有機酸、氨基酸、糖、胺)、脂類、類萜和固醇。代謝組學分析得到的數據量巨大,需要借助化學計量學對數據進行分析處理,常用的分析方法包括主成分分析(PrincipalComponentsAnalysis,PCA)、判別分析(DiscriminantAanalysis,DA)、偏最小二乘法-判別分析(PartialLastSuares-DiscriminantAeqnalysis,PLS-DA)等方法[10]。2.3基因組學。基因組學的研究對象包括基因組的結構、功能、進化、定位、編輯等,以及他們對生物體的影響。基因組學通過使用高通量DNA測序和生物信息學來組裝和分析整個基因組的功能和結構。近幾十年來,多重聚合酶鏈式反應、基因測序、基因芯片等技術飛速發展,為基因組學在食品安全領域的應用打下了良好的基礎。基于基因組學特異性強、靈敏度高和高通量的特點,其在病原微生物檢測,物種鑒定和轉基因食品檢測方面有著很多應用[11-12]。

3組學技術在食品安全檢測中的應用

3.1食品中有害物質檢測。食品中不含危害人類健康成分是食品安全的最基本要求。組學技術在檢測食品中有害物質方面有著廣泛的應用。隨著生活水平的提高,動物源性食品的需求量快速增加。經濟利益驅使下,為了規避食品安全法規中已有獸藥的使用限制,使用新獸藥的情況時有發生。傳統方法只針對目標化合物進行檢測,對于非目標化合物即新型獸藥的檢測無能為力。采用組學方法,尋找合適的生物標志物,可以及時發現新型獸藥的使用情況。Courant等[13]采用液相色譜-高分辨質譜和非靶向代謝組學技術,建立了監測小牛尿液中β2-受體激動劑代謝物的方法,有望成為篩查各類β2-受體激動劑獸藥的有效方法。Regal等[14]應用代謝組學技術結合高效液相色譜-高分辨質譜結合多元變量統計分析,找出了牛血清中外源性雌二醇和孕酮的生物標志物,為檢測動物養殖過程中的激素濫用提供了新方法。發酵食品中含有豐富的微生物和各種有益消化酶,具有獨特的風味和較高的營養價值,深受大眾喜愛。生物胺和亞硝酸鹽是食品發酵過程中常見的兩類有害物質。生物胺包括芳香胺(酪胺、苯乙胺、多巴胺等)、脂肪胺(腐胺、精胺、亞精胺等)和雜環胺(組胺、色胺等),主要來源于發酵過程中的微生物降解。亞硝酸鹽是發酵食品中重要的危害物質;發酵過程中,微生物分泌硝酸鹽還原酶將硝酸鹽還原產生亞硝酸鹽。Meyer等[15]利用液相色譜法和主成分分析相結合的代謝組學方法,研究了發酵香腸中的生物胺和亞硝酸鹽含量。用該方法對101個樣品進行檢測,發現其中NaNO2的濃度均低于20mg/kg,生物胺含量普遍很低,僅在一個樣品中發現尸胺和腐胺濃度達到了中毒水平。3.2組學技術在食源性致病菌檢測中的應用。食源性致病菌是食品安全面臨的最嚴峻挑戰之一,傳統檢測方法從細菌培養到細菌計數,檢測一個樣品至少需要4~5d的時間,而組學技術可大大提高食源性致病菌檢測的效率。代謝組學在沙門氏菌和大腸桿菌的鑒定方面已經取得一定成果[16-18]。Xu等[16]利用氣相色譜-質譜法和一種多元算法進行了鼠傷寒沙門氏菌污染豬肉和自然變質豬肉中代謝物的分析,確定了17種代謝產物(包括各種類型的氨基酸和脂肪酸),以區分被致病微生物污染的豬肉。Cevallos等[18]建立了基于代謝組學檢測大腸桿菌O157∶H7、沙門氏菌的方法,根據對細菌代謝物的分析,此方法可以在18h內快速檢測以上兩種病原體,在牛肉和雞肉中大腸桿菌O157∶H7、沙門氏菌檢測水平均可以達到7±2CFU/25g。Whiteside等[19]給出了大腸桿菌的在線基因組學預測平臺SuperPhy,該平臺整合了所有可以公開獲得的大腸桿菌基因組分析工具和基因組序列數據,可以用于臨床醫學、流行病學、生態學和進化領域等領域,亦可應用于食品安全檢測領域。祝儒剛等[20]運用多重聚合酶鏈式反應結合基因芯片技術,建立了一種檢測大腸埃希氏菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、志賀氏菌和單核細胞增生李斯特菌5種食源性致病菌的方法,該方法快速、準確、靈敏。全基因組測序(WholeGenomeSequencing,WGS)廣泛應用于食源性致病菌特征分析,在確定污染事件根源、食品安全事件溯源、食品安全突發事件檢測和鑒定,以及毒力和致病性特征分析方面,WGS技術發揮著越來越重要的作用[21-22]。3.3食品摻假及欺詐的研究。食品摻假、欺詐是世界性問題[23]。據估算,全球食品行業每年由于食品摻假和欺詐帶來的經濟損失高達150億美元[24]。當前,與食品摻假相關的議題包括產地、品種、生產方式、未宣布成分、物種替代等[25]。有關食物的完整、準確和真實的信息不僅是消費者的迫切需求,也是行業和政府的迫切需求。運用組學技術對食品進行檢測,可以確保食品從農場到餐桌的真實性。與傳統檢測方法項目比,組學技術在檢測食品摻假和欺詐方面具有天然優勢。通過高通量的檢測模式,對樣品中的蛋白質、代謝物或者DNA進行檢測,通過對大量數據的統計處理、甄別食品特性,進而可以確定食品產地、品種、成分、物種及生產方式等諸多與食品摻假相關的要素。運用特征標記肽段可以檢測馬肉、牛肉、羊肉和豬肉[26]。MontowskaFornal[27]采用液相色譜-串聯質譜方法,選擇了20個熱穩定肽段,可以有效區分豬肉、牛肉、雞肉、鴨肉、鵝肉,在實際樣品檢測中,從禽肉腸中檢出含量僅為0.8%的牛肉成分。基于氣相色譜技術,運用代謝組學分析方法可以有效區別冷凍豬肉和新鮮豬肉[28]。乳品行業中,牛乳冒充羊乳,奶粉調制的復原乳冒充鮮奶,工業化生產的奶酪冒充手工奶酪的欺詐行為極其常見。Caira等[29]應用基質輔助激光解吸電離-飛行時間質譜(MALDI-TOF-MS)進行分析,根據酪蛋白的特征肽可以有效鑒別水牛乳、牛乳、牛初乳和乳酪。一種結合肽和蛋白質譜的方法可以有效檢測水牛乳、羊乳中的牛乳,判斷鮮牛奶中是否加入奶粉[30]。根據靶向DNA的高特異性,運用基因組學的方法也可以準確鑒別牛乳、水牛乳、羊乳等等,但是準確定量還有一定的難度[31-32]。Majcher等[33]利用氣相色譜-質譜結合代謝組方法以及化學計量學數據處理方法,可以準確鑒別傳統手工藝制作的奧西佩克奶酪和工業化生產的奧西佩克奶酪。蜂蜜是很受消費者歡迎的食品。不同種類花的蜂蜜不僅口感不同,其營養價值和價格也大不相同。Jandric等[34]利用代謝組學方法,結合液相色譜-質譜,傅里葉變換紅外光譜等手段,建立了鑒別三葉草、麥盧卡、拉塔、卡瑪西四種新西蘭蜂蜜的方法。基因組學方法也可以提取蜂蜜中的物種特異性信息,確定蜂蜜的植物學和昆蟲學起源,從而鑒定蜂蜜真偽[35-36]。組學技術可以準確鑒別葡萄酒真偽、產地。采用基因組學技術,對DNA來源進行分析,可以鑒別葡萄酒真偽[37]。采用蛋白組學方法,MALDI-TOF-MS技術可以準確鑒別33種克羅地亞白葡萄酒[38]。采用代謝組學技術,通過對葡萄酒中揮發物的分析,即可判斷釀酒葡萄的品種和產地[39]。利用代謝組學方法還可以將有機種植的胡蘿卜[40]和大麥[41]與普通的胡蘿卜和大麥區別開來。代謝組學方法可以對咖啡質量和來源進行評價,阿拉卡比咖啡質量要好于羅布斯塔咖啡,在阿拉卡比咖啡中摻入羅布斯塔咖啡也是常見的咖啡造假手段,核磁共振技術可以檢測低至2%的羅布斯塔咖啡[42]。使用單核苷酸多態性基因分型可以確定5個最常見的希臘橄欖油品種[43]。基因組學和代謝組學技術均可以檢測橄欖油中是否摻入玉米油、大豆油、葵花籽油、花生油等其他食用油。[44-45]3.4轉基因食品的檢測。轉基因技術通過生物工程技術將一種或幾種外源性基因轉移到某種特定的生物體內,使其表達出相應產物,以轉基因生物為原料加工生產的食品就是轉基因食品。關于轉基因食品的安全性,目前仍存在爭議。Tan等[46]應用蛋白組學技術研究了轉基因玉米和非轉基因玉米的蛋白質組差異,結果發現兩者之間存在148個差異表達的蛋白質,其中42個在轉基因玉米中表達較高,106個在非轉基因玉米中表達更高。基于液相色譜-質譜技術自上而下的蛋白質組學技術,可以檢測抗草甘膦玉米(NK603)中117種蛋白質表達變化[47]。轉基因玉米的代謝組學分析中[48],抗草甘膦玉米(NK603)的幾種胺類代謝物(例如:尸胺、腐胺、N-乙酰尸胺、N-乙酰腐胺)相比非轉基因玉米有顯著提高。Catchpole等[49]啟動快速代謝組“指紋圖譜”,比較了轉基因土豆和非轉基因土豆的總代謝物,發現轉基因土豆與傳統品種差異不大。代謝組學技術也已應用到對轉基因大米[50,51]、轉基因番茄[52]等轉基因食品的分析。實時PCR(real-timePloymeraseChainRactione,rtPCR)是歐盟法規規定的評估轉基因食品的唯一有效方法。微滴式數字PCR技術(dropletdigitalPCR,ddPCR)可以對食品中的植物源轉基因成分進行分析[53]。Kosir等人結合基因步行(GeneWalking,GW)和下一代基因測序技術,可以同時檢測混合物中低至1%的轉基因玉米(MON810、MON89034、MON88017)和棉籽(MON1595)[54]。