生物信息學(xué)理念在婦科腫瘤學(xué)研究生教育中的實(shí)踐及影響

生物信息學(xué)理念在婦科腫瘤學(xué)研究生教育中的實(shí)踐及影響[內(nèi)容摘要]傳統(tǒng)的婦科腫瘤學(xué)研究生教育看重的是單一學(xué)科的知識(shí)教授，教育理念陳腐，教學(xué)內(nèi)容冗雜，教授方法老套，難以培養(yǎng)出符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)要求的具有穿插學(xué)科思維的創(chuàng)新型研究生。生物信息學(xué)不僅僅僅是一門穿插學(xué)科，更是一種思維方式和教育理念的具體表現(xiàn)出。在婦科腫瘤學(xué)研究生教育中引入生物信息學(xué)知識(shí)和理念，不僅對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育形式產(chǎn)生沖擊，還能培養(yǎng)研究生從多角度考慮問題的能力，進(jìn)而產(chǎn)生獨(dú)特的研究方法和構(gòu)成創(chuàng)新性思維，更能培養(yǎng)研究生從不同的專業(yè)角度發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。[本文關(guān)鍵詞語]婦科腫瘤學(xué)；研究生教育；生物信息學(xué)；穿插學(xué)科；現(xiàn)代醫(yī)學(xué)[中圖分類號(hào)]G642[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]1673-7210〔2020〕09〔a〕-0069-04傳統(tǒng)的婦科腫瘤學(xué)研究生教育看重的是單一學(xué)科的知識(shí)教授，忽略了學(xué)科之間的穿插影響，教育理念陳腐，教學(xué)內(nèi)容冗雜，教授方法老套，學(xué)生們?cè)诮邮蘸蛯W(xué)習(xí)知識(shí)的經(jīng)過中往往處于被動(dòng)的位置，難以突破傳統(tǒng)思維的桎梏，這點(diǎn)顯然不符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)復(fù)合型人才的教育要求。婦科腫瘤學(xué)是大數(shù)據(jù)背景下知識(shí)更新迅速的學(xué)科之一，迫切需要全新的研究生教育理念進(jìn)行知識(shí)的教授。生物信息學(xué)理念恰好為這一經(jīng)過搭建橋梁。生物信息學(xué)是2090年代逐步興起的一門穿插學(xué)科，它以生物作為重要研究對(duì)象，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息科學(xué)技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)和應(yīng)用數(shù)學(xué)等手段，對(duì)大量復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、存儲(chǔ)、分析和論述，旨在深切進(jìn)入發(fā)掘和揭示潛在的生物學(xué)意義。隨著精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代的到來，生物信息學(xué)的作用日益凸顯，它已經(jīng)浸透到生命科學(xué)研究領(lǐng)域的各個(gè)方面，并成為了最有活力的前沿領(lǐng)域之一[1]。當(dāng)下，國(guó)內(nèi)不少高等醫(yī)學(xué)院校陸續(xù)開設(shè)生物信息學(xué)這門課程。對(duì)于醫(yī)學(xué)研究生而言，生物信息學(xué)不僅僅僅是一門課程，它還教會(huì)了學(xué)生從海量生物數(shù)據(jù)中發(fā)掘有意義的生物信息，因而，從某種意義而言，它更是一種思維方式的具體表現(xiàn)出。廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院〔下面簡(jiǎn)稱“我院〞〕婦科從1985年開始招收研究生，在學(xué)校開設(shè)生物信息學(xué)課程之初，即看重研究生生物信息學(xué)思維的培養(yǎng)，而且使他們學(xué)會(huì)將這種思維方式更好地應(yīng)用于婦科腫瘤學(xué)研究領(lǐng)域，為社會(huì)輸送一批又一批具有生物信息學(xué)理念的現(xiàn)代醫(yī)師。1將生物信息學(xué)核心理念應(yīng)用于婦科腫瘤學(xué)研究生的教學(xué)理論生物信息學(xué)的核心理念是海量數(shù)據(jù)的管理和發(fā)掘，重視學(xué)生自立學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，而自立學(xué)習(xí)是一種新型教學(xué)理念，同時(shí)也是高等院校教學(xué)改革的重要方向之一[2]。生物信息學(xué)除了能教會(huì)學(xué)生使用大量的相關(guān)數(shù)據(jù)庫和在線分析工具進(jìn)行科學(xué)研究以外，還能教會(huì)他們把握自動(dòng)學(xué)習(xí)的方法和途徑，學(xué)會(huì)利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫和在線分析工具進(jìn)行深度發(fā)掘，旨在幫助他們解決臨床理論經(jīng)過針對(duì)疑難病癥的診療問題，最終效勞患者[3]。在婦科腫瘤學(xué)研究生教學(xué)理論中引入生物信息學(xué)理念有如下幾個(gè)方面的詳細(xì)表現(xiàn)：1.1建立生物信息學(xué)的概念和意識(shí)在婦科腫瘤學(xué)領(lǐng)域培養(yǎng)出具有生物信息學(xué)知識(shí)背景的研究生，這種跨學(xué)科創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)形式，突破了傳統(tǒng)的單一學(xué)科研究生培養(yǎng)形式的桎梏，順應(yīng)了新時(shí)期研究生教育的發(fā)展潮水。在日常研究生培養(yǎng)中，我院側(cè)重幫助學(xué)生建立起生物信息學(xué)的意識(shí)和思維方式。首先，在課程設(shè)置方面，我院發(fā)動(dòng)?jì)D科腫瘤學(xué)研究生自發(fā)將生物信息學(xué)這門課程列為其研究生生涯的必修課程。通過課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將意識(shí)到，生物信息學(xué)是一門由生命科學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)穿插構(gòu)成的新興學(xué)科，先后經(jīng)歷了前基因組時(shí)代、基因組時(shí)代和后基因組時(shí)代三個(gè)階段，涵蓋了生物信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、傳播、分析和論述等方面[4]。其次，我院定期組織學(xué)生進(jìn)行小組學(xué)習(xí)，通過線上線下混合式教學(xué)手段引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)的深度學(xué)習(xí)。同時(shí)，我院也看重婦科腫瘤學(xué)老師本身的生物信息學(xué)通識(shí)教育，不定期邀請(qǐng)生物信息學(xué)教研室老師答疑解惑。最后，我院引導(dǎo)學(xué)生將生物信息學(xué)知識(shí)應(yīng)用到研究生課題研究中，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)生物信息學(xué)和婦科腫瘤學(xué)知識(shí)的理解。1.2學(xué)會(huì)使用生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫和在線分析工具生物信息學(xué)發(fā)展至今，產(chǎn)生很多生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫和在線分析工具，如基因表達(dá)〔geneexpressionomnibus，GEO〕數(shù)據(jù)庫、蛋白質(zhì)互相作用數(shù)據(jù)庫、微小RNA〔microRNAs，miRNA〕靶標(biāo)數(shù)據(jù)庫、癌癥基因組圖譜〔thecancergenomeatlas，TCGA〕數(shù)據(jù)庫和用于注釋、可視化和集成發(fā)現(xiàn)〔thedatabaseforannotation，visualizationandintegrateddiscovery，DAVID〕的數(shù)據(jù)庫等常用數(shù)據(jù)庫和GEO2R在線工具、GeneMANIA在線工具和醫(yī)學(xué)本體信息檢索〔CoremineMedical〕平臺(tái)等常用在線分析平臺(tái)[5]。對(duì)于婦科腫瘤學(xué)研究生而言，無論是專業(yè)型研究生還是學(xué)術(shù)型研究生，把握生物信息學(xué)知識(shí)并不在于怎樣進(jìn)行復(fù)雜算法的開發(fā)、原始數(shù)據(jù)的處理或數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建，而是怎樣使用這些數(shù)據(jù)庫和在線工具進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)掘和分析，并用于指點(diǎn)科學(xué)研究和臨床理論。在婦科腫瘤學(xué)研究生教學(xué)理論中，我院側(cè)重強(qiáng)調(diào)“以理論為中心〞。比方，Wei等[6]在其研究生課題中巧妙應(yīng)用了GEO數(shù)據(jù)庫中的3個(gè)獨(dú)立基因芯片數(shù)據(jù)〔GSE25191、GSE28799和GSE33874〕，進(jìn)行基因差別表達(dá)分析和基因通路富集分析，并通過實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈反應(yīng)和TCGA數(shù)據(jù)庫驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)整合素α6亞單位〔integrinα6subunit，ITGA6〕是卵巢癌腫瘤干細(xì)胞核心基因，該基因的高表達(dá)與卵巢癌化療的耐藥和預(yù)后差親密相關(guān)。研究生唯有親身理論，將理論知識(shí)融入理論中，才有可能純熟把握這些生物醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫和在線分析軟件的使用方法和數(shù)理基礎(chǔ)。1.3將數(shù)據(jù)發(fā)掘理念融入科學(xué)研究和臨床理論中在生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，生物醫(yī)學(xué)研究正發(fā)生側(cè)重大變更，從基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和表觀遺傳學(xué)等多學(xué)科研究到基于海量臨床信息數(shù)據(jù)的真實(shí)研究，它們所產(chǎn)生的大量高維復(fù)雜的研究數(shù)據(jù)相互交匯，共同構(gòu)成生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)[7]。對(duì)研究生而言，怎樣將多條理臨床和研究數(shù)據(jù)進(jìn)行深度發(fā)掘和有機(jī)整合，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為新知識(shí)，既是機(jī)遇，又是挑戰(zhàn)。在婦科腫瘤學(xué)研究生教育中，我院將數(shù)據(jù)發(fā)掘理念浸透到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，旨在讓研究生把握自動(dòng)學(xué)習(xí)的方法和途徑，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維，為今后的科學(xué)研究和臨床理論打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。在科學(xué)研究方面，尤其是在課題選題和設(shè)計(jì)階段，組織學(xué)生利用互聯(lián)網(wǎng)查找學(xué)科領(lǐng)域的前沿問題或熱門問題，對(duì)自己感興趣的方向各自提出一個(gè)詳細(xì)的科學(xué)假設(shè)。然后通過查找文獻(xiàn)和充足利用數(shù)據(jù)庫進(jìn)行深切進(jìn)入的數(shù)據(jù)發(fā)掘，構(gòu)建生物信息學(xué)分析網(wǎng)絡(luò)來回答詳細(xì)科學(xué)問題。最后，組織學(xué)生進(jìn)行分子實(shí)驗(yàn)或利用臨床資料來驗(yàn)證科學(xué)假設(shè)。在臨床理論方面，引導(dǎo)學(xué)生將臨床上碰到的問題轉(zhuǎn)化成詳細(xì)的科學(xué)問題，然后應(yīng)用簡(jiǎn)單的臨床生物信息學(xué)方法對(duì)詳細(xì)的科學(xué)問題進(jìn)行淺條理的數(shù)據(jù)發(fā)掘，進(jìn)而充足地為后續(xù)臨床研究做好預(yù)備。這種將數(shù)據(jù)發(fā)掘理念融入科學(xué)研究和臨床理論的教學(xué)方法，充足鍛煉了研究生的科研和臨床思維。比方，吳文娟等[8]進(jìn)行卵巢上皮性癌鉑類耐藥相關(guān)差別表達(dá)蛋白質(zhì)挑選時(shí)，結(jié)合了生物信息學(xué)方法分析，挑選出62個(gè)鉑類耐藥相關(guān)的差別表達(dá)蛋白質(zhì)，然后通過正選擇分析時(shí)發(fā)現(xiàn)，蛋白C6、CNTN1在亞洲人群中均存在正選擇作用〔P0.05〕，而蛋白BCHE在歐洲人群中存在正選擇作用〔P0.05〕，基于CoremineMedical平臺(tái)的文獻(xiàn)發(fā)掘及TCGA數(shù)據(jù)庫中的芯片數(shù)據(jù)交集分析進(jìn)一步印證，12個(gè)差別蛋白〔CRP、FN1、S100A9、TF、ALB、VWF、APOC2、APOE、CD44、F2、GPX3和ACTB〕與卵巢癌鉑類耐藥相關(guān)。Wei等[9]在討論卵巢癌多藥耐藥的分子研究中，充足利用CoremineMedical平臺(tái)進(jìn)行文獻(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)掘，并結(jié)合分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ITGA6可能在卵巢癌細(xì)胞中起到調(diào)節(jié)基因的作用，參與卵巢癌的多藥耐藥經(jīng)過。蔣燕明等[10]在回答與宮頸上皮內(nèi)瘤變進(jìn)展相關(guān)的差別基因和信號(hào)通路這一問題上，通過對(duì)GEO數(shù)據(jù)庫中獲得的2套芯片數(shù)據(jù)〔GSE63514和GSE51993〕進(jìn)行深切進(jìn)入發(fā)掘和綜合的生物信息學(xué)分析，挑選出與宮頸上皮內(nèi)瘤變進(jìn)展相關(guān)的14個(gè)差別表達(dá)基因和3條信號(hào)通路。2生物信息學(xué)理念對(duì)婦科腫瘤學(xué)研究生教育的影響傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的深度融合催生了新醫(yī)科這一全新的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)形態(tài)[11]，它借助了計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能的爆發(fā)式發(fā)展，本質(zhì)上也是多學(xué)科穿插融合的產(chǎn)品。這種順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)品，顛覆了傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)形式，深深地影響了醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域。在新醫(yī)科背景下，高等醫(yī)學(xué)教育更應(yīng)該重視教育理念和培養(yǎng)形式的改革，知足“健康中國(guó)〞的戰(zhàn)略需求，培養(yǎng)出能夠運(yùn)用學(xué)科穿插知識(shí)來解決醫(yī)學(xué)領(lǐng)域前沿問題并引領(lǐng)將來醫(yī)學(xué)發(fā)展的高條理醫(yī)學(xué)領(lǐng)才[11]。研究生教育是我們國(guó)家教育體系中最高條理的教育，以培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才作為重要任務(wù)和核心內(nèi)容，建立以教學(xué)為基礎(chǔ)、以科研為主導(dǎo)、臨床和科研相結(jié)合的研究生培養(yǎng)形式，這是培養(yǎng)拔尖創(chuàng)新人才的根本方法[12]。在婦科腫瘤學(xué)研究生教育中引入生物信息學(xué)理念，恰好符合了新醫(yī)科背景下研究生拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)形式，將對(duì)婦科腫瘤學(xué)研究生教育改革產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。2.1對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育形式的沖擊傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育形式看重學(xué)科教育的系統(tǒng)性，強(qiáng)調(diào)以學(xué)科為中心，忽視了學(xué)科間知識(shí)的浸透和溝通，顯然不符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教育的目標(biāo)[13]。在傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育形式下，學(xué)科的課程體系教學(xué)還是那樣采取灌輸理念，這種填鴨式的知識(shí)教授經(jīng)過容易磨滅學(xué)生自動(dòng)探尋求索知識(shí)的求知欲。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，高等教育改革重點(diǎn)圍繞學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)展開，并積極引入現(xiàn)代化教育理念，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心、以理論為主進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的更新[14-15]。近期十年，在〔教育信息化“十三五〞規(guī)劃〕和〔教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃〔2011-2020年〕〕等文件的引領(lǐng)下，國(guó)內(nèi)教育信息化得到了迅猛的發(fā)展，包含大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和人工智能等現(xiàn)代化已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)代教育系統(tǒng)，在這一歷史背景下，國(guó)家相繼出臺(tái)〔中國(guó)教育現(xiàn)代化2035〕和〔教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃〕等政策文件，為我們國(guó)家教育道路指明了方向[16]。作為一門穿插學(xué)科，生物信息學(xué)知識(shí)和理念早已浸透到各個(gè)醫(yī)學(xué)學(xué)科領(lǐng)域，并衍生出多個(gè)分支學(xué)科。臨床生物信息學(xué)是其中一個(gè)分支學(xué)科，也是一座搭建在基礎(chǔ)研究和臨床診療之間的橋梁，更是解決臨床腫瘤相關(guān)診治因素的新手段。因而，在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)時(shí)代，很有需要引入腫瘤生物信息學(xué)特異性研究方法或全新高級(jí)的研究工具，來回答與腫瘤相關(guān)的關(guān)鍵問題[17]，對(duì)于腫瘤學(xué)的研究生教育亦是如此。婦科腫瘤學(xué)研究生教育不該該局限于講授單一學(xué)科的知識(shí)、基礎(chǔ)研究和臨床理論，引入生物信息學(xué)理念，不僅對(duì)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)教育形式產(chǎn)生沖擊，還能培養(yǎng)研究生從多角度考慮問題的能力，進(jìn)而產(chǎn)生獨(dú)特的研究方法和構(gòu)成創(chuàng)新性思維，更能培養(yǎng)研究生從不同的專業(yè)角度發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力[18]。2.2提升老師教學(xué)理論素養(yǎng)和教學(xué)反思自發(fā)性在教學(xué)醫(yī)院，臨床醫(yī)師不只要從事臨床診療工作，還要承當(dāng)科研工作和教學(xué)任務(wù)。他們的日常臨床工作繁重枯燥，科研方法往往單調(diào)乏味，教學(xué)理念陳腐乏新。醫(yī)學(xué)老師作為醫(yī)學(xué)教育的理論者，只要在先進(jìn)教育理念的引領(lǐng)下，才有可能真正做到以學(xué)生為中心，使學(xué)生受益，進(jìn)而提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量[19]。因而，醫(yī)學(xué)老師應(yīng)該以愈加開闊的視野自動(dòng)投入到各類前沿的教學(xué)改革與研究中，看重有助于醫(yī)學(xué)生自立學(xué)習(xí)的教學(xué)手段開發(fā)和應(yīng)用。臨床醫(yī)師學(xué)習(xí)先進(jìn)的生物信息學(xué)知識(shí)和理念，并將之應(yīng)用于臨床和教學(xué)理論中，有助于他們對(duì)理論中出現(xiàn)的難以解決的醫(yī)學(xué)問題進(jìn)行合理解釋，同時(shí)知足現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究和教育的發(fā)展需求，為提升本身教學(xué)理論素養(yǎng)和教學(xué)反思的自發(fā)性提供了新途徑。2.3拓寬研究生知識(shí)的深度和廣度婦科腫瘤學(xué)是一門特殊的學(xué)科，不同于傳統(tǒng)意義的婦產(chǎn)科學(xué)，從某種水平上來說，也是一門婦產(chǎn)科學(xué)和腫瘤學(xué)的穿插學(xué)科，因此，更合適采取生物信息學(xué)教育理念。婦科腫瘤學(xué)重要研究女性生殖系統(tǒng)腫瘤，當(dāng)前積累了大量基礎(chǔ)研究和臨床研究數(shù)據(jù)，同時(shí)也產(chǎn)生了很多學(xué)科前沿問題。研究生在基礎(chǔ)理論知識(shí)學(xué)習(xí)的同時(shí)，眼界不該僅限于病房的臨床理論，更應(yīng)該放眼于學(xué)科研究前沿技術(shù)的發(fā)展，敢于批判反思，大膽假設(shè)和小心求證，而且提出臨床新觀念[11]。生物信息學(xué)恰好為研究生自立學(xué)習(xí)搭建了這樣一座橋梁。我院婦科教研室非常看重研究生科研創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，并充足利用生物信息學(xué)效勞性和多樣性的特點(diǎn)，將生物信息學(xué)與婦科腫瘤學(xué)進(jìn)行知識(shí)的深度融合。婦科腫瘤學(xué)研究生在進(jìn)行跨學(xué)科生物信息學(xué)知識(shí)和技能培訓(xùn)的同時(shí)，有望避免學(xué)科知識(shí)構(gòu)造單一的缺點(diǎn)，還能打破學(xué)科專業(yè)之間的界線，進(jìn)而拓寬知識(shí)的深度和廣度。3結(jié)束語在婦科腫瘤學(xué)研究生教育中引入生物信息學(xué)的思維方式，本質(zhì)上是一種教育理念的創(chuàng)新。印發(fā)的〔中國(guó)教育現(xiàn)代化2035〕文件十分指出：在高校建設(shè)國(guó)際一流的國(guó)家科技創(chuàng)新基地，全面提升高校原始創(chuàng)新能力，加強(qiáng)應(yīng)用基礎(chǔ)研究，探尋求索構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用深度融合協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟[20]。我院婦