細胞工程制藥課程的教學實踐大學論文
第1篇：生物細胞工程制藥課程教學的實踐建議
生物制藥被公認為本世紀最有前途的產業之一，醫藥產業的技術基礎也正面臨從化學模式向生物化學模式的轉折，產業發展對藥學人才的素質和知識結構都提出了新的要求。近年來，不少藥學院或綜合性大學在生物技術和制藥工程專業中都開設了細胞工程課程，培養具備生物學、藥學基礎理論的生物制藥專門人才。由于細胞工程技術在1980年代后才開始進入發展高峰期，在國內外都是一個新興的發展方向，面向農學、生物技術和醫學方向的細胞工程研究都各具特色，其課程教學方面也多處于摸索、改進和逐漸完善的階段。目前，國外高校基本不開設籠統的細胞工程學（CellEngneeig課程，而國內藥學院生物制藥方向大多有細胞工程課程，該課程尚未有一個教學建設模式。在藥學院中該課程基本采用面向生命科學或醫學的教材，存在不少問題。筆者有選擇地分析了國外生物制藥方向本課程的教學內容和建設情況，根據國內現階段生物制藥人才的實際需求，結合本課程的內在特點，對生物制藥方向細胞工程課程教學實踐和建設提出建議，為細胞工程課程建設的教學改革提供參考。
一、國內外課程設置和教學現狀
細胞工程是一門現代生命科學理論和工程技術相結合的綜合性學科，它既是現代生物技術的重要組成部分，也是現代生物學研究的重要技術工具，在
生命科學、農學及醫藥相關學科中都占據重要地位。美國德克薩斯大學奧斯汀分校藥學院開設的細胞工程課程，著重介紹細胞培養、分化，生物材料的特性和組織再生細胞工程，完全偏向醫學細胞工程。英國諾丁漢大學（NottMianUniveisiy開設了“干細胞技術，，(StanCellTechnology)課程，主要介紹胚胎干細胞和成體干細胞的培養和應用，而相關內容常為國內“細胞工程”課程中動物細胞與組織培養章節中的一個部分。意大利熱那亞大學（UnivesidegliSUdidiGenova)藥學院開設了“細胞培養”選修課，主要介紹藥物篩選模型中的動物腫瘤細胞培養方法。新加坡國立大學藥學院開設的“生物技術制藥”(Phamacemjca1Botechnoogy課程主要介紹基因和蛋白藥物生物技術，牽涉到細胞工程課程內容的主要有生產單克隆抗體的細胞融合技術。國外高校藥學院很少單獨設立“細胞工程”課程，相關課程往往偏向“醫學細胞工程，，內容比較狹窄，為國內“細胞工程”課程的某些章節部分。
我國細胞工程課程主要設置在綜合性大學、理工類大學的生物學院、醫藥學院以及藥科類大學、中醫藥類高校的生物技術和制藥工程專業中。如吉林大學藥學院生物制藥方向、蘇州大學藥學院生物制藥方向、桂林醫學院生物技術專業、浙江中醫藥大學制藥工程專業、浙江工業大學藥學院生物制藥方向
等開設了“細胞工程”課程，華東理工大學和中山大學制藥工程方向開設了“細胞培養工程”的碩士課程。教材大都選擇李志勇（2003)編寫的《細胞工程》、羅立新等（2003)編著的《細胞工程》、朱至清（2003)編著的《植物細胞工程》、徐永華(2003)編著的《動物細胞工程》。現有的教材大多覆蓋面廣，既包含面向農業育種的植物組織培養、原生質體培養和染色體工程，又有面向生物學和醫學的胚胎工程、試管動物、轉基因動物等內容。目前尚無針對藥學專業的“細胞工程制藥”教材，在藥學院生物制藥方向開設“細胞工程”課程，首先面臨著教材的選擇和授課內容的取舍問題。
其次，細胞工程是一門交叉學科，涵蓋了細胞生物學、微生物學、基因工程、發酵工程等多方面的知識，生物反應器方面的教學還要應用到許多工科的理論與技術。這對于以藥學知識為主體的藥學院本科生而言，很多知識領域是還未涉及的。現有教材中的很多概念是建立在己有的學科知識基礎上，在實際的授課過程中，教師不得不先講解先前的知識點，占用很多的時間。現有細胞工程的教材與細胞生物學等基礎學科相比，各章節之間少有邏輯性關系，應用技術細節較多，課堂講解印象淺，學生不易記牢。另一方面，該課程內容涵蓋范圍廣，應用熱點變化較快。隨著研究和市場需求、政策導向等變化，必須及時補充相關內容，如近年內發展迅速的動物細胞規模化培養、干細胞研究等。
二、國內生物制藥業發展對細胞工程知識的要求
我國生物制藥研制開發起步較晚，但發展速度很快，目前正處于投入期向増長期發展的過渡階段。經過近二十年的發展，我國有約三百家生物制藥企業，以基因工程藥物為核心的生物制藥業已初具規模。而基因工程藥物在研究生產過程中很多是通過細胞工程來實現的，利用細胞工程生產的藥品主要包括疫苗、基因工程藥物、基因治療藥物、抗體藥物以及動物疫苗等生物制品。隨著生物技術的發展，利用細胞工程表達、分泌生產的生物制品越來越多，如基因工程乙肝疫苗很多是以CK細胞作為載體生產。淋巴細胞雜交瘤工作在國內己普遍開展，并培育了許多具有很高實用價值的雜交瘤細胞株系，它們能分泌產生在診斷和治療病癥方面發揮重要作用的單克隆抗體。這些生產應用領域就要求相關的畢業生具有動物細胞培養、融合和生物反應器方面的基本知識和技術。干細胞是目前細胞工程研究最活躍的領域，隨著基礎研究、應用研究的進一步深化，這項技術將會在相當大程度上引發醫藥學領域的重大變革，已成為21世紀生命科學領域的一個熱點。美國政府己批準投入巨資，給予支持人體胚胎干細胞的研究，并在短短的幾年中，美國成立了幾十家以干細胞研究應用為主的生物工程公司，并己上市。日本在2000年度啟動的`“千年世紀工程”中把干細胞工程作為四大重點之一，并投入大量資金，鼓勵有關科學家進行研究。我國也十分重視并大力支持有關研究院所與學校積極開展這項研究工作，成立專門研究干細胞基地，己在北京、上海等地成立干細胞研究中心。“骨髓原始間充質干細胞”已正式獲得國家食品藥品監督管理局臨床批件進入臨床試驗，成為我國第一個進入臨床試驗階段研究的干細胞治療藥物，坐落在天津的細胞產品國家工程研究中心己經啟動一期設計總容量為20萬份的間充質干細胞（滅3〇庫，開始接受Msqt存，并建立間充質干細胞〔MP級生產車間，年產1萬份MSC為臨床提供合格的Msq共體。我國干細胞產業的發展要求相關的畢業生具有干細胞培養與誘導分化等基本知識和技術。
植物細胞工程是在細胞水平上生產植物產品及天然藥物的技術運用細胞工程技術培養生產有價值的新型藥物和解決原料來源問題得到醫藥界廣泛關注和認可，藥用植物細胞工程技術產業化是當前的熱點問題。該技術尤其適于資源短缺、采集困難、種植要求高和臨床價值大的名貴藥用植物的研究與開發，它將成為解決我國瀕危和珍稀中藥資源保護的重要有效手段之一，也是實現中藥現代化，開創低成本、高產出、無污染的工業化生產中藥資源的重要途徑。將基因工程技術和細胞工程相結合，應用現代生物技術大規模工業化生產中草藥的有效活性成分，發展具有中國特色的生物技術醫藥工業，也是我國“十一五”期間現代生物制藥發展的重點領域18|。這一潛在發展領域要求相關的畢業生具有植物組織、細胞培養和生物反應器方面的基本知識和技術。
三、細胞工程課程教學實踐建議
1.精選教材，優化教學內容
在教材方面，近年來雖己有多本“細胞工程”教材問世，但多數不是覆蓋面廣，就是偏向某些專業方向如植物細胞工程或醫學細胞工程。目前尚無針對藥學專業的細胞工程制藥教材，在藥學院開設細胞工程課程，面臨著教材的選擇和如何突出“制藥”的重點。
這就要求任課教師及時根據國內外細胞工程產業對相關知識、人才的需求，在現有的教材中進行必要的増減，増加和“制藥”相關的細胞工程知識，減少一些農學或醫學細胞工程知識點如“胚胎工程”或“細胞重組”，幫助學生面向社會需求，做好知識儲備。建議把授課內容重點放在動植物細胞培養方面，關注國內外細胞工程研究前沿動態，使學生了解學科發展前沿。
2.更新教學手段，應用啟發式教學方法
細胞工程屬于應用學科，是一門技術性很強的課程，大部分內容是對技術的描述和方法的介紹。傳統教學往往采用教師講，學生聽；教師寫，學生抄
的方式，學生容易產生疲憊感和厭學情緒，學習效果不好。啟發式教學則注重充分激發學生學習的內在動機，調動學生學習的主動性、積極性，教師由單純的知識傳輸者轉變為學習的引導者，引導學生自己去發現知識，發展理解力。多媒體技術正逐漸成為啟發式教學的重要手段，對一些實驗條件要求比較高的項目如細胞融合、干細胞培養等，應用多媒體技術輔助，可以直觀地了解這些實驗的全過程，提高學生的感官認識和加深學生對理論知識的理解。另一方面，在每一章節后列出相關研究的最新綜述性文獻，鼓勵學生課余時間閱讀，増強對所學知識的認識和興趣。
3.増強實踐環節，與生產、科研單位結合
細胞工程是一門實踐性很強的學科，實驗教學是細胞工程教學的重要組成部分。實驗教學對提高學生的綜合素質，培養學生理論聯系實際、創新精神
和實踐能力有著理論教學不可替代的作用。在傳統的細胞工程實驗教學中，學生只是完成實驗的部分步驟，例如在培養基配制與滅菌實驗中，通常情況是實驗員提前準備好各種母液，然后讓學生按照教師提供的配方進行培養基的配制，這種重結果輕過程做法，往往使學生沒有很好地掌握實驗的基本過程，不利于學生實驗能力的培養。讓學生全程參與實驗的全部過程，這才有利于他們掌握實驗的基本方法。實驗教學中要増加研究性實驗，如腫瘤細胞的原代培養、繼代培養和抗腫瘤藥物篩選實驗的結合，通過設計性綜合實驗不僅培養學生的動手能力，而且還提高學生文獻閱讀、路線設計和數據歸納、總結等動腦能力。另外，還可組織學生到一些生產科研單位實習、見習，使得學生對細胞工程技術在生產實踐中的應用有實際的體驗和了解。
生物技術的引入，將徹底改變傳統新藥開發的模式，并賦予基因技術巨大的商業價值。細胞工程知識將進一步深化生物制藥的產業結構，引發單克隆抗體、基因疫苗、干細胞治療藥物等新興產業。生物制藥專業細胞工程課程的開設，關系到專業人才知識結構和未來產業的發展方向。目前在生物制藥專業細胞工程課程建設上，各相關學校目前仍處于逐漸完善的初步階段。建議結合細胞工程制藥業的發展和用人單位的需求，同時參考國外院校同類專業的課程設置，合理優化課程內容，進一步突出學科的“制藥”特色，提高生物制藥專業學生的培養質量。
第2篇：細胞工程制藥課程教學內容的規范
細胞工程制藥是利用動、植物細胞培養生產藥物的技術。細胞工程制藥課程是一些院校本科生物工程專業一門專業必修課，涉及生物學、藥學、生物技術、化學和工程學等學科基本原理的綜合性應用。這門課程旨在著重培養學生具備從事動植物細胞培養技術及運用該技術研究、生產與開發藥物的基本理論和基本技能。在社會對掌握細胞培養生產藥物技術人員需求的日益增加，而細胞工程課程內容過寬，缺乏針對性的情況下，自2006年我院就為本科生物工程專業開設了細胞工程制藥課程，盡管目前還不十分成熟，但鑒于關于細胞工程制藥課程建設情況的報道較少，我們將自己的一些做法講出來以拋磚引玉。
一、教學隊伍的合理組建
合理的教師隊伍是建設好一門新課程的關鍵。教師來源多樣化有利于細胞工程制藥這門綜合性課程的教學，我們課程組是由來自理科院校、工科院校和醫科院校的教師組成。這樣的教學隊伍有利于知識的互補和專業的深入。在經常交流教學經驗和心得、總結和研討教改方法之后，能促進任課教師教學質量的不斷提高。人員結構也很重要，目前我們課程組有1名教授，3名副教授，2名講師，其中有3人擁有博士學位，其它教師也都具有碩士學位，年齡在48-30歲之間，基本形成了1支結構合理、骨干穩定、教學效果好的教學隊伍。這樣的教學隊伍為進一步建設好細胞工程制藥這門新課程奠定了基礎。
二、課程教學內容的規范
根據細胞工程制藥這一新課程的特點，我們編寫了較為詳盡的教學大綱，組織課程組教師收集國內外相關資料，編撰課程講義和實驗指導。教學內容是課程建設的核心。只有合適的教學內容才能反映出課程特色。細胞工程制藥與細胞工程課程有著千絲萬縷的聯系，同時它又有著培養細胞生產藥物技術的側重點，所以在細胞工程制藥課程內容設置上既不能排除細胞工程內容，更不能完全照搬細胞工程課程內容。細胞工程制藥是利用動植物細胞培養生產人類生理活性因子、單克隆抗體、動物疫苗和植物藥物等產品。因此，在課程內容設置上我們舍棄了細胞工程中的其它與藥物生產關系不是十分密切的內容，比如人工種子、種質保藏、體外受精、染色體工程等內容；但保留了細胞工程的核心技術一細胞(離體)培養，也保留了進行細胞體外培養所需的基本理論知識和基本實驗技術要求的教學內容，同時強化了大規模細胞培養技術、提高細胞培養物中藥物成分含量的理論和方法的教學內容，并且增加了細胞培養物中幾種常見藥物成分的提取分離、純化以及分析的教學內容。部分教學內容與我們進行的科研課題直接相關，同時我們也積極收集相關領域的最新進展作為教學內容的補充。規范后的教學內容，使學生在學習完該課程后能夠對離體培養細胞的獲得（比如愈傷組織的誘導、篩選、誘變、小規模培養、大規模培養生產藥物和細胞培養物中藥物提取分析等相關知識和技術有一個比較系統的理解和認識，使學生基本具備進行細胞培養生產藥物的比較全面的技能。為增強學生動手能力，我們強調實驗課程內容的實用性和綜合性，實驗設計以綜合性大實驗為主，重點突出了細胞培養及培養物中藥物有效成分提取分離、純化以及分析。實驗完成后，要求學生以小型研究論文形式提交每個綜合性大實驗的報告。經過實驗課的學習與實踐，學生能夠體驗到細胞工程制藥的各環節的基本過程以及掌握這種實驗工作的總結報告的基本寫法，這可以更有效地培養學生的實踐應用能力。
三、教學方式的靈活使用
課堂教學。我們選擇了啟發式、討論式和多媒體演示式三種教學方法，努力以多媒體動畫演示為輔助、以問題來啟發學生、以討論來解決問題獲得知識和技術的課堂教學方法。在課堂教學過程中啟發式、討論式方法貫穿了整個課程。我們將一個大一點的問題分解成多個小的、簡單的、相關的、學生利用已學過的知識直接或稍加分析后就可能回答的問題，通過逐步回答這些小問題來認識原本大的新的問題，進而掌握所學習的內容。
多媒體演示式教學在許多教學內容上發揮了它的形象化作用。我們盡可能收集使用較好的Flash動畫，并將原有動畫編輯改造成含有問題的動畫。在介紹有Flash動畫的教學內容前，總是先將動畫展示給學生，然后就Flash動畫提出問題，進行分析討論，以加深對Flash動畫所表達的內容的理解和認識。
四、考核方式的豐富
將期末筆試成績、平時討論成績和實驗成績相結合來綜合評價每一位學生。期末試卷成績占總成績的60%，試卷內容力求覆蓋課程的所有知識點，保證命題的客觀性和科學性；平時成績占20%，為配合課堂教學方法的進行，我們采取平時加分的鼓勵措施，即如果學生主動參與課堂回答問題、討論就予以加分；實驗成績占20%，成績評定包括實驗報告的質量、動手能力、認真程度。
五、講義的編寫
文獻檢索后發現，目前我國還未見一本專門針對細胞工程制藥課程的教材。現有與細胞工程制藥有關的教材要么是細胞工程，要么是生物技術制藥，要么是制藥工藝學等。我們盡可能從“十一五規劃教材”“21世紀教材”中選擇一些這些方面的教材作為參考資料，同時收集最新發表的相關研究內容并結合自己的科研實驗工作編寫了細胞工程制藥課程講義以供本課程教學使用。建設好一門課程僅有講義是不夠的，期待一本優秀的細胞工程制藥本科教材早曰問世。
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