天然藥物化學教學改革研究

時間:2022-12-07 08:52:46

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天然藥物化學教學改革研究

摘要:天然藥物化學是整合藥學教學體系中一個重要組成。文章總結(jié)了天然藥物化學在整合藥學教學體系中的課程設(shè)計、案例與基礎(chǔ)知識相融合的理論授課、實驗技能培養(yǎng)、翻轉(zhuǎn)課堂與基礎(chǔ)知識考試相結(jié)合的課程考核等多層次的教學改革

關(guān)鍵詞:天然藥物化學;教學改革;整合藥學

按照藥學專業(yè)本科要求,傳統(tǒng)的藥學專業(yè)設(shè)置了藥物化學、藥理學、藥劑學、藥物分析等專業(yè)課程。課程設(shè)置與課程內(nèi)容具有知識點層層遞進、知識系統(tǒng)性強的特點,對培養(yǎng)藥學專業(yè)人才具有一定的優(yōu)勢。但也發(fā)現(xiàn)了一些不足與問題,如教材的更新不能緊跟學術(shù)前沿和科技發(fā)展,教學內(nèi)容過于陳舊,與實際工作需求聯(lián)系不緊密。當前,藥學領(lǐng)域面臨前所未有之大變革,醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新升級已成為國家戰(zhàn)略,我國真正進入了創(chuàng)新藥爆發(fā)期。然而,傳統(tǒng)的專業(yè)課程教學與培養(yǎng)體系已無法滿足培養(yǎng)創(chuàng)新藥物研發(fā)人才的需求。在《教育部關(guān)于深化本科教育教學改革全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的意見》(教高〔〕6號)指導下,蘇州大學藥學院在對藥學人才培養(yǎng)體系充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,在藥學專業(yè)中設(shè)置整合藥學教學改革班,圍繞創(chuàng)新藥物研發(fā)人才的培養(yǎng),采用目標為導向的教學理念,按照藥物研發(fā)(“找好藥”,整合藥學)、生產(chǎn)(“做好藥”,現(xiàn)有培養(yǎng)體系)、使用(“用好藥”,臨床藥學)進行三段式培養(yǎng),著力培養(yǎng)基礎(chǔ)厚、口徑寬、視野廣的創(chuàng)新藥物研發(fā)型專業(yè)人才,落實立德樹人這一根本任務(wù),深化本科教育教學改革[1-3]。

1整合藥學教學班的課程內(nèi)容設(shè)置

整合藥學教學改革班的課程設(shè)置分為基礎(chǔ)課和專業(yè)課。基礎(chǔ)課分為三個模塊,即化學基礎(chǔ)、生物基礎(chǔ)、醫(yī)學基礎(chǔ);專業(yè)課按照新藥研發(fā)方向及藥物臨床治療范圍,分為心血管系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、血液系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、泌尿/生殖系統(tǒng)、內(nèi)分泌/免疫系統(tǒng)和惡性腫瘤治療藥物的八個模塊。每個教學模塊包括疾病的系統(tǒng)介紹、疾病癥狀及發(fā)病機制、疾病模型的構(gòu)建及活性評價、已上市藥物臨床應(yīng)用藥物的研發(fā)思路與先導化合物的發(fā)現(xiàn)及結(jié)構(gòu)改造、已上市藥物的設(shè)計與合成、已上市藥物的藥理作用及毒理機制、代表藥物的成藥性評價、代表藥物的劑型設(shè)計以及代表藥物的質(zhì)量控制九個內(nèi)容[2]。

2整合藥學教學班的天然藥物化學理論教學改革

從字面上看,整合藥學教學改革班專業(yè)課的每個教學模塊內(nèi)容看不到天然藥物化學教學內(nèi)容的痕跡。但天然藥物化學的教學是培養(yǎng)藥學人才,尤其是新藥研發(fā)的創(chuàng)新型人才不可缺少的一部分。因此,天然藥物化學教學也融入整合藥學的八大教學模塊。整合藥學教學班的天然藥物化學要按照整合藥學專業(yè)課的八個模塊,安排相應(yīng)的教學內(nèi)容。而天然藥物化學知識體系是按照化學成分的結(jié)構(gòu)類別進行分類編纂的,每個結(jié)構(gòu)類別包括化學成分的結(jié)構(gòu)及分類、理化性質(zhì)、提取分離、檢識和結(jié)構(gòu)鑒定。天然藥物的化學成分具有生物活性多樣、藥理作用多靶點的特點;臨床上,不僅單一成分入藥,很多活性部位也入藥,而活性部位包含一類或幾類化學成分;這些都給整合藥學的天然藥物化學教學帶來一定的困難。因此,在選擇教學內(nèi)容時,要具有典型性、臨床應(yīng)用廣泛性、先進性;并采用案例教學與基礎(chǔ)知識相融合的方式,在不同教學模塊中,教學內(nèi)容側(cè)重點不同,并對新藥研究過程進行剖析[4];使學生具有扎實的天然藥物化學專業(yè)知識,完勝研究生入學考試,又能激發(fā)學生的學習興趣,拓展學生的創(chuàng)新思維。

2.1天然藥物的研究前景無限,激發(fā)學生的學習興

趣在心血管系統(tǒng)藥物模塊教學中,以含有銀杏提取物、銀杏內(nèi)酯和銀杏總黃酮的藥品,或丹參活性成分的藥品為代表案例,介紹來源于天然藥物的心血管系統(tǒng)治療藥物。引申介紹:①天然藥物的市場前景。雖然化學合成的藥物(西藥)在藥品市場上占相對主導地位,但來源于天然藥物的藥品在藥品市場占近30%份額,其增長速度高于化學藥品;②天然藥物化學研究在新藥研發(fā)中的重要作用。介紹我國從中草藥中研究開發(fā)出的新藥,如青蒿素、石杉堿甲、亮菌甲素、天花粉蛋白等療效確切、副作用小的天然藥物,以及國外學者研究發(fā)現(xiàn)的重要天然藥物分子,如嗎啡、阿司匹林、紫杉醇等活性顯著的天然藥物。這些天然藥物活性分子制劑療效確切;并且,臨床應(yīng)用的新藥有超過1/3直接或間接來源于天然產(chǎn)物;同時在合成藥物中,也有相當一部分是借鑒了天然產(chǎn)物的骨架結(jié)構(gòu)或藥效團;中藥及天然藥物活性成分因其骨架結(jié)構(gòu)多樣和生物活性廣泛,一直是藥物研發(fā)的重要來源,國外許多制藥公司在我國設(shè)立了天然藥物研究中心,對我國各種動物、植物提取物進行針對性的藥理活性測試,篩選活性分子,努力從我國傳統(tǒng)醫(yī)藥中尋找開發(fā)新藥的線索。這些內(nèi)容的介紹,使得同學對天然藥物的研究前景信心倍增,激發(fā)同學濃厚的學習興趣,引起同學對天然藥物化學內(nèi)容學習的高度重視,又極大增強同學的專業(yè)擔當精神。

2.2夯實天然藥物化學的基礎(chǔ)知識,掌握天然藥物

化學研究新技術(shù)在呼吸系統(tǒng)藥物模塊教學中,以洋金花生物堿類成分、含麻黃堿的藥物為典型案例,融合介紹生物堿結(jié)構(gòu)類型、理化性質(zhì),尤其重點強調(diào)生物堿的堿性與結(jié)構(gòu)的關(guān)系,生物堿的提取分離方法、檢識方法等基礎(chǔ)知識,分析并應(yīng)用于設(shè)計麻黃堿、莨宕堿、山莨宕堿、樟柳堿等活性成分的制備工藝、結(jié)構(gòu)改造、藥物劑型設(shè)計,成藥性評價及藥品質(zhì)量控制,使得同學準確掌握相關(guān)專業(yè)知識,并能學以致用。在內(nèi)分泌/免疫系統(tǒng)藥物模塊教學中,以葛根素制劑為代表案例,融合介紹:①苷類化合物的結(jié)構(gòu)和分類、苷鍵的裂解,尤其強調(diào)碳苷的結(jié)構(gòu)特點和性質(zhì);②黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)分類、理化性質(zhì)、異黃酮的結(jié)構(gòu)和性質(zhì),黃酮類成分的提取分離方法、檢識方法、光譜特征等基礎(chǔ)知識。雖然葛根素是一個應(yīng)用比較早的天然藥物活性成分,但對其深入研究一直未間斷。因此,不僅介紹葛根素經(jīng)典的化學制備工藝,并擴展現(xiàn)代提取方法和分離技術(shù),如超聲提取法、微波提取法、離子液體提取、閃式提取法、酶輔助提取法、半仿生提取法等多種提取方法聯(lián)合應(yīng)用,中低壓制備色譜,正相、反相高效液相制備色譜等批處理色譜,模擬移動床,連續(xù)批處理色譜、固相萃取等分離技術(shù);以及葛根素的結(jié)構(gòu)改造,藥代動力學及其在腸道的代謝和現(xiàn)代藥理作用特點等。同時,進一步以葛根素為例,介紹制備工藝研究內(nèi)容,如制備工藝影響因素及參數(shù)設(shè)置、制備工藝的質(zhì)量控制方法、制備工藝考察方法,包括單因素多水平、正交試驗、響應(yīng)面試驗等,并分析比較不同的制備工藝考察方法的優(yōu)缺點,不同的制備工藝質(zhì)量控制方法對制備工藝的影響。通過理論基礎(chǔ)知識與實驗技術(shù)前沿、生產(chǎn)實踐相結(jié)合的學習,使同學不僅夯實天然藥物化學的基礎(chǔ)知識,更能掌握天然藥物化學研究的新技術(shù)。

2.3熟悉創(chuàng)新藥物研究前沿,掌握天然藥物創(chuàng)新藥

物研究思路、內(nèi)容及技術(shù)路線在內(nèi)分泌/免疫系統(tǒng)藥物模塊教學中,以我國首個獲批的中藥創(chuàng)新藥,也是糖尿病治療領(lǐng)域目前唯一的有效組分天然藥物,即桑枝總生物堿及其片劑的研發(fā)歷程為案例進行介紹:①藥學實驗技術(shù)路線及質(zhì)量控制方法:桑枝作為降糖藥研發(fā)的依據(jù),桑枝降血糖有效部位的確定,桑枝降血糖物質(zhì)基礎(chǔ)及其化學結(jié)構(gòu)鑒定,桑枝降血糖有效部位提取分離純化工藝及產(chǎn)業(yè)化放大,復雜體系的質(zhì)量控制;②桑枝總生物堿藥效及作用機制研究:酶學、整體動物和分子水平等多維度、多層次的現(xiàn)代藥理學研究理念和思路闡釋桑枝總生物堿的藥理作用特點及機制。桑枝總生物堿新藥研發(fā)案例,使同學掌握天然藥物的新藥研發(fā)思路、研究內(nèi)容和技術(shù)路線,引導同學了解中藥現(xiàn)代化進程中的成就與挑戰(zhàn),增強文化自信。

3整合藥學教學班的天然藥物化學實驗教學

整合藥學教學班的天然藥物化學實驗教學內(nèi)容,不僅涵蓋了天然藥物化學基本實驗技能的訓練,如苦參中氧化苦參堿的制備和檢識;并且注重實驗新技術(shù)、先進儀器的使用,如人參總皂苷的制備、高效液相、中高壓制備色譜制備蒽醌類成分等。在文獻總結(jié)分析基礎(chǔ)上,同學自己設(shè)計實驗內(nèi)容,完成創(chuàng)新性、設(shè)計性實驗,培養(yǎng)創(chuàng)新性思維和獨立思考解決問題的能力。

4整合藥學教學班的天然藥物化學教學考核

整合藥學教學改革班的課程考核分為平時考核和課程考試。平時考核包括考勤和翻轉(zhuǎn)課堂考核[5]。整合藥學教學班的天然藥物化學教學考核內(nèi)容由點及面,即知識點新藥研發(fā)技術(shù)路線。在課程考試中,重點考查對天然藥物化學基本內(nèi)容、核心知識點的理解和掌握,助力研究生入學考試。在天然藥物化學教學的翻轉(zhuǎn)課堂中,同學們可以選擇來源于天然藥物、活性成分或活性部位應(yīng)用于臨床的藥物,或基于文獻和臨床實踐,自行設(shè)計應(yīng)用于某類疾病治療的天然藥物,作為匯報的主題,全方位覆蓋了新藥研究內(nèi)容,如活性成分或活性部位的制備工藝及質(zhì)量標準、劑型及制劑質(zhì)量檢測、藥效及藥理機制等方面。通過翻轉(zhuǎn)課堂,同學加深了天然藥物化學知識的實踐應(yīng)用,并能融會貫通天然藥物化學與藥劑學、藥物分析、藥理學,實戰(zhàn)演練了天然藥物的新藥研發(fā)思路、研究內(nèi)容和技術(shù)路線。

5整合藥學教學班的天然藥物化學教學總結(jié)

整合藥學教學班已經(jīng)完成了全部天然藥物化學的教學內(nèi)容,教學效果較好,但也顯現(xiàn)出一些不足之處。

5.1整合藥學教學班的天然藥物化學教學實施的優(yōu)點

案例教學與基礎(chǔ)知識相融合,以新藥為案例的教學,將新藥研究知識融入基礎(chǔ)知識教學中,能夠極大提高學生學習興趣;天然藥物化學教學考核中的翻轉(zhuǎn)課堂內(nèi)容,不僅能考查同學對天然藥物化學基本內(nèi)容的掌握,理論知識靈活運用于實踐的能力,更能培養(yǎng)同學獨立思考、開闊的視野及創(chuàng)新性思維;這些都有助于培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新藥物研發(fā)型專業(yè)人才。

5.2整合藥學教學班的天然藥物化學教學改革有待改進之處

整合藥學教學班的天然藥物化學教學課時有限。在有限的課時中,既介紹了天然藥物化學基本知識,又擴充新藥研發(fā)案例,兩者的課時比重很難掌握,有時會導致重點不突出,課程內(nèi)容較多。同學感到知識量大、分不清重點,學習任務(wù)很重,一時難以適應(yīng)。在今后的教學中,基礎(chǔ)知識講授后適當增加課堂練習,促進同學對知識點及時消化吸收;精選與精簡案例,重點突出有關(guān)天然藥物化學知識點、實驗新技術(shù)新方法,以減輕同學的學習負擔??傊纤帉W教學班的天然藥物化學教學改革以學生為中心,將不斷深入、探索、完善,恰當融入整合藥學教學體系;助力培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維、擔當精神的藥學新型人才[6]。

參考文獻:

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[4]湯文建,陸維麗,朱倩,等.以新藥為案例的天然藥物化學教學研究[J].安徽醫(yī)藥,20,17(8):14-14.

[5]葛玉紅,吳大梅.翻轉(zhuǎn)課堂與醫(yī)學教育[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育,1,1(12):21-23.

[6]彭良貴,張殿華,趙忠,等.以學生為中心的大學新生班導師工作[J].中國冶金教育,,15(6):-1.

作者:張健 劉江云 許瓊