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1 动物替代研究概论
1.1 概念
动物替代研究又被叫做非动物研究,具体是指使用替换活体动物的方法,实现生命科学和相关的研究来验证实验目的。动物替代的研究理论为三R原则,即替代、减少、优化[1]。主要内容有:减少对于动物的使用数量和使用时间;使用非动物模型代替动物模型;优化动物的运用方式,减少动物不必要的疼痛和不适应。
1.2 动物替代的分类
按研究范围进行划分,动物替代主要有两个方面:动物检测替代和动物使用替代。第一,动物检测替代。在应用程序方面,使用体外检测的方式替代之前动物整体的检测方式,如组织人员进行技术培训或使用数学模型等,积极提倡在科学研究或者实验室试验的过程中代替动物检测的方式。第二,在研究、檢查和授课中灵活运用代替动物的方式,来获得同样的目的。实验动物替代的层次可划分为不同等级:一是非生物替代,是指运用数理化和计算机等方式替代;二是发育程度低的动物替育高的动物,如使用昆虫等小型动物代替;三是减少型替代,减少对于实验动物的使用时间和次数;四是优化型替代,如果必须要使用动物来进行试验同时还没有其他的方法时,就需要优化实验过程,将动物从开始的运输到埋葬尸体结束的全部过程。
1.3 动物实验替代法的准用程序
想要使用一种新的实验方法,需要经过建立到审批的全过程。第一,替代法的建立需要有一个完整的替代构架以及应用价值;第二,优化研究方法,可以很好地探测到实验物体内的生命体征;第三,进行多个实验验证,即在不同的时间、地点使用替代法的实用性、可靠性和重复性;第四,同行评价,独立评价替代方法的实用性、可靠性和重复性;第五,将新的实验方法上交国家审核,按照相关的规定审核,通过后才可以使用。
1.4 替代法的必要性
对于动物的替代研究,在社会中具有多方面的价值。第一,动物替代法满足人道伦理的发展需要;第二,大大减少了实验过程中动物的经费;第三,使医学实验授课向更人性化的方向发展;第四,将实验变得更加合理,还能与人类疾病相接近,避免实验动物的不确定性,促进医学研究的发展。
2 国外动物替代研究起源和发展现状
2.1 国外动物替代研究发起源
国外的动物替代源自于英国,并最早提出三R原则,当时被认为这个领域的代表。二十世纪七十年代,英国的基金协会在传播3R原则中作出了巨大的贡献。在2013年,英国首个教育和研究合作组启动,呼吁科学家们一起寻找动物替代法,为了能够符合常理和治疗措施等的实验方法,这件事情被医学界视为重要的里程碑。
2.2 机构建立
全球的替代研究组织多位于英国、美国和欧洲发达国家、地区。根据毒性测试非动物方法网站ALTTOX的更新消息,截至2015年,欧洲替代研究机构一共有47个[2],主要分布于英国、德国、荷兰、法国、意大利和比利时等多个国家。美国的替代研究机构有24个,亚太地区和南美等国家动物替代机构位于澳大利亚、巴西、加拿大、日本、韩国。
2.3 人性化的替代
欧洲的人性化教育网络建立于1988年,在2000年变更成国际人性化教育网络,提倡爱护广大人士,在生物科学、医学兽医教育学中对于动物使用替代的方法。美国的国家反活体解剖学会一直致力于建设爱护生命,尊重世界,禁止科学界滥用动物的实验。
2.4 出台相关的法律
2007年欧盟对于化学品实施了监管系统,名为《化学品的注册、评估、授权和限制》,简称REACH法规。其宗旨是保护人类健康和环境的安全,研制无毒无害化合物的创新能力,增加化学品的使用透明度,促进非动物实验,追求可续发展的要求。欧盟是第一个禁止化妆品动物实验的地区,随后巴西等国家也借鉴欧盟的法律制定了相关的法律。
3 我国动物替代研究现状
通过对相关文献的查找,在知网中搜索有关研究的信息,并结合相关的法律、医学方面的教育和替代研究方法的文献,对其急性定性描述概括。对于替代方法的研究主要包括以下几点内容:毒理学检测、化妆品毒性检测、眼刺激实验替代方法;动物模型的替代,和体外实验替代动物的整体实验;药物反应和动物实验授课等。
广州在2010年成立了中国替代方法研究评价中心,并建设了网站,为中国的替代法技术和研究信息的传递提供良好的交流桥梁,其中最主要的目的是:第一,宣传、普及、分享、推广3R理念和动物替代方法;第二,对于科学家的实验起到间接的帮助作用;第三,网上咨询有关动物替代的内容;第四,推广3R原则,让大众了解和认可3R技术,对于体外实验方法的交流和研讨;第五,使得国内外的各医学动物替代研究所可以良好地交流和沟通,还能从中吸取经验和技术。2007年,北京实验动物学会建立了实验动物替代法研究会,同时还设立了杂志栏,为人们介绍外国实验室的3R研究技术和在各种学术中的灵活使用。
4 结语
动物替代的研究随着时代的进步在不断地发展和进步,尤其是关于一些细胞等相关的研究在计算机的辅助下进行,之前的活体动物研究现如今都可以使用体外的方法试验。我国的一些实验室和相关的研发人员在生物制药和研发等实验都进行了深入的研究,但和发达国家相比,研究的内容相当有限,这种替代方法仍处于逐渐摸索的阶段,在各个方面都有些落后于发达国家。
为了发展我国的替代方法,可以借鉴国外先进的研究组织或者管理方面的知识和技术,还要成立医学动物替代法的研究机构,方便各方信息的传递。同时还要鼓励动物替代实验的方法的讨论和教育,建立相关的动物替代实验课程视频和书籍等,但是要保证医学生的替代解剖课的权利,推广使用非动物的实验法,使我国的科学研究有一个良好的发展方向,为人类、动物和大自然提供良好的生存环境。
参考文献
[1]卫茂玲.医学动物替代研究发展现状研究[J].中国医学伦理学,2016,29(2):304-307.
【关键词】生物技术专业;医学院校;课程体系
近些年,随着科技的进步,生命科学飞速发展,生物技术在各领域展现出了无限潜力,社会关注度越来越高,被世界各国确定为21世纪科技发展的关键技术和新型产业。现代生物技术与其他学科相互交叉融合,逐步形成了农业生物技术、医药生物技术和工业生物技术三个应用领域,其中医药生物技术领域由于和人类的生命安全关系密切,成为现代生物技术中最实用、最具发展势头的领域之一。
一、生物技术专业人才需求及各院校招生情况
随着生物医药产业健康快速发展,以及新的理论技术不断涌现,具有扎实理论基础、较强探索精神和实践能力的医药生物技术人才的需求也与日俱增。生物技术相关专业人才的社会需求有增无减,尤其是医药行业生物技术人才需求快速增长。为了更好的适应社会对生物技术人才的需求,教育部于1998年正式将生物技术专业列入理学本科专业目录,主要培养应用型的专业技术人才。之后,很多院校都相继开设生物技术专业,中国前300名大学中,具有生物技术专业的大学占到了33.7%。通过对生物技术专业在这300所大学不同类别的分布分析可以发现,生物技术专业在综合类、理工类、农林类和师范类高校中设置的频率较高,分别占相应各类高校总数的70.6%、70.8%、82.6%、97.3%。而我们通过前期统计,全国90所医学本科院校,开设生物技术及相关专业的仅有28所,占31.1%,不及全国的平均水平。医药行业生物技术人才的供给远远小于社会需求。医学院校生物技术专业与普通院校该专业人才培养目标有所不同,其特点体现在医学知识和药学知识与生物技术的深度交叉融合,因此医学院校生物技术专业开设的课程也要反映相应的医药特色。但是,由于生物技术专业在国内相关院校的开设主要集中在综合类、理工类、农林类和师范类高校,在医学院校开设的相对较少,必然会导致教学模式和内容偏向于工业生物技术和农业生物技术的教学。体现在人力资源市场上就是医药生物技术人才的相对缺乏。面对大好形势,高等医学院校作为医药生物技术人才培养的主体,如何有针对性地进行专业人才培养方案和课程体系的建设,以培养与行业发展相适应的高素质专业人才,是关系到专业兴衰成败的关键课题。目前,医药生物技术的教学模式还存在一些缺陷,针对性的医药生物技术人才培养机制尚属于探索阶段。如果照搬其他院校的人才培养方案,就会导致学生能力的同质化严重,不能很好的与医药行业的职业岗位需求相吻合,学生的核心竞争力不足,从而造成就业困难。所以,迫切需要建设适合医药生物技术专业人才培养的针对性课程体系及人才培养方案。另外,生物技术是一门实践性很强的学科,实践教学是夯实理论知识和培养科研思维必备的手段。因此,在教学体系设计及教学过程中必须重视实践教学,这对学生创新思维能力和实践能力的形成具有重要的意义。
二、全国各高校生物技术专业开设课程分析
统计了全国21所高校生物技术专业所开设课程,其中包括4所医学院校生物技术专业,统计分析结果如下:
(一)各校生物技术专业课程开设情况
从总体来看,各学校课程开设率较高的课程有细胞生物学、生物化学、医学遗传学,所统计所有学校均开设有以上三门课程;其次,开出率较高的课程有微生物学、分子生物学、基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学等,下图为所统计各学校开出率前21位的课程。
(二)医学与非医学院校生物技术专业课程开设情况对比
与非医学院校相比,医科学校生物技术专业中,各学校课程开设率较高的课程同样有细胞生物学、生物化学、医学遗传学,统计的所有学校均开设有以上三门课程;除此之外,医学类学校基因工程、医学统计学、生物信息学、免疫学、生物技术综合性实验、生理学、人体解剖学、药理学、蛋白质工程等几门课程开出率高。下图为综合所统计各医科与非医科学校课程开出率前20位的对比图。从图上可以看出细胞生物学、生物化学、医学遗传学、基因工程、医学统计学等开出率两类学校均较高,但是临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学等医学相关课程,非医学院校均开设较少或未开设。
三、医学院校生物技术专业课程体系建设思路
医学院校生物技术专业在人才培养的过程中应注意医学基础知识与生物技术学科各课程间的交叉和渗透。所以在课程体系的建设上就应该与其他院校有所区别,具有自己的特色。除了生物技术专业必开的基础课程及专业技术课程之外,具有医学特色的相关课程也应该在课程体系的设计中,可以使学生将医药基础知识更好地应用于医学生物技术的实际工作中,更好地适应社会的需求,适应医药生物技术行业。因此,通过对其他医学院校生物技术专业课程体系的学习以及近几年的教学实践探索,总结了一些本校生物技术专业课程体系建设的思路。
(一)合理选择授课科目,突出医学院校优势
目标是培养出适合我国现阶段实际需求,具备扎实医药生物技术理论基础,熟练掌握各项实验技能,能在医药、检验、食品等行业的企事业单位和行政管理部门从事与生物技术有关的科学研究、技术开发与服务等工作,以及在科研、营销、第三方检验等领域从事研究助理、产品销售、检测试剂盒的设计开发与使用等工作的高级应用型专业人才。因此,我们的学生除了学习一般生物技术专业必须学习的理论知识,还要补充如临床医学概论、病理学、药理学、人体解剖学、生理学、医学遗传学、医学统计学等与医药生物技术相关的医学类专业课,从而进一步提升医学院校生物技术专业毕业生的就业竞争力。
(二)调整实践教学模式,开设专业综合实训
生物技术专业涉及到的五大工程技术之间彼此交叉渗透,互为基础。因此,生物技术实验课程的设置必须打破传统上每门课程单独设立实验的传统,将本专业主干课程实验根据内在联系进行整合,单独成课,设立一些综合性实验、实训,而非简单的课程实验。综合性实验要求学生具备一定基础知识和基本技能,因此一般在第三到第四学年开展。另外,综合性实验内容的设置还要能反映多门课程的综合知识,最终达到对学生实验技能和方案进行综合训练的目的。例如,我校开设了生物技术综合实训,该实训共安排8周时间,分两学期上完,每学期安排4周时间,中间不再穿插理论课学习,给予学生充分的实践机会。该综合实训涉及基因工程各个方面,以蛋白药物开发作为主线,包括蛋白药物的克隆、表达、检验、纯化、药物活性的检测等一系列医药生物技术操作环节。该实践环节与真正蛋白药物的研发生产相一致,使学生能将理论知识与实践充分结合,与社会、行业接轨。另外,根据专业生物技术专业医药特色,开设病理检验、实验动物学、抗体制备、临床分子诊断、动物细胞培养等实验,这些实验除了培养学生基础生物技术技能之外,加入医学相关内容,使学生掌握交叉学科知识及技能,更适应社会对医药生物技术专业人才培养的需要,培养出的学生更适于快速发展的医药生物技术行业。
(三)根据市场需求,合理整合教学内容
在生物技术专业课程的教学中发现许多知识点在不同课程中重复出现,造成教学资源的浪费。另外通过对学生实习企业的调查,我们发现企业最需要那些实践能力强、具有自主学习能力的毕业生,而我们的某些授课内容缺乏纵深性,对知识点的讲解并不系统,存在理论与实践脱节的现象。针对以上问题进行了教学内容的整合,减少理论教学时间,增加学生自主学习的比重,同时注重了某些理论知识与实践的结合,有利于学生快速系统地建立知识体系。例如在“分子诊断学”授课中,增加遗传病的介绍,如常见遗传病的临床特征、分子诊断手段以及基因治疗等。除此之外,还可以在授课内容中加入临床诊断试剂盒的研发、临床生物技术检测及基因诊断和基因治疗方法等内容,以培养具有良好医学基础的生物技术专业人才,适应社会并服务于社会。生物技术尤其是医药生物技术方向在医学领域的应用可以说改变了现代医学的发展,但是对于医学院校生物技术专业人才培养方案及课程体系的建设仍处于探索阶段,因此目前对该专业人才培养模式及课程体系通过思考后进行有目的、有计划的探索,能够培养出与社会及行业、企业需求相适应的高素质的专业人才。
【参考文献】
[1]郭弘艺,张旭光,邵露等.生物技术专业现状浅析[J].中国校外教育,2014(12)
[2]刘瑞珍,张兰凤,邱启祥.医学院校生物技术专业解剖学教学探究[J].四川解剖学杂志,2014,22(2)