药物化学教学心得浅论
2015-12-04汤建李红霞杨永青周爱华
汤建 李红霞 杨永青 周爱华
摘要:从课程的同步教学、紧跟学科发展前沿、多元化教学以及基础与重点兼顾等四个方面论述药物化学教学方法,提高药物化学课的授课质量进行探讨。
关键词:药物化学;同步教学;教学方法
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)18-0154-02
随着化学技术和生物技术的发展,药学进入了快速发展的阶段,在目前的大药学背景下,药物化学已成为医药学及其相关专业的核心基础课程。药物化学作为一门专业,阐明药物的化学稳定性和药物分子与机体细胞之间相互作用规律,目标是研发新药;但作为一门药学学科的基础性专业课,是以构效关系和药效、药代为重心。在几年来的药物化学授课的基础上,加以学生和同事的反馈,拟从以下几个方面讨论药物化学的授课体会。
一、与药理学同步教学
在教材内容上虽有各自的偏重,但相关内容有相通之处,章节的编排也类似:药物化学教材[2]中有中枢神经系统药物(镇静催眠药、抗精神病药、镇痛药等)、外周神经系统药物(肾上腺素受体激动剂、局麻药等)、循环系统药物、消化系统药物、抗菌药、抗病毒以及抗肿瘤等章节,药理学教材[2]中也有相通的章节编排。只是药物化学教材中,以化学和构效关系为重心,而药理学教材重在介绍药理、临床、作用机制、代谢等内容。因此在药物化学教学中,加强药理学的互动、沟通,有利于学生加深理解、掌握教学内容、提高教学效率。如:外周神经系统药物中,作用于肾上腺素受体药物的学习中,如果不对α,β受体的生理作用有所了解,则难以准确、深入地理解其作用机制,简单地学习化学结构和临床药效,反而会混淆;结合药理学的教学,先让学生学习肾上腺素受体的分布、药理、机制应答等方面的内容,然后讲解化学结构和构效关系,则容易理解和掌握。化学结构式生物活性的物质基础,药物化学可以从结构上解释药物活性。当然,药物化学和药理学的编排顺序不尽一致,所以可以适当调整授课顺序,因为药物化学和药理学的各章节之间具有比较强的独立性,调整先后顺序不至于有较大影响。尽量做到药物化学和药理学的同步授课,使两门课相互贯通,彼此照应。
二、跟踪前沿,兼顾历史
医药学科发展迅猛:新的药物靶点不断被发现;新的药物作用机制被阐明,甚至对教科书已有的观点或理论进行修正;每年都有二三十个左右的新药(NCE)上市。这对药物化学课程的讲授提出了挑战,应该获取课本以外的最新研究内容,掌握相关最新研究动态。比如在介绍神经退行性疾病治疗药物时,目前的教材收录的治疗阿尔茨海默症的药物主要是针对乙酰胆碱酯酶抑制剂,如盐酸多奈哌齐、石杉碱甲等,但现在基于抗神经炎症和Tau蛋白过度磷酸化的药物研究非常受重视;抗肿瘤药物研发是目前最为活跃的领域,每年都有新的抗癌药上市,无论是作用机理还是作用靶标都超过了教材收录的范围,在讲解经典的抗癌药物的同时,要补充一些代表抗癌药物研发前沿的新药或在研药物:针对肿瘤血管的抗癌药(Avastin),针对信号通路的抗癌药物(Cyclopamine)[7]。可以适度补充这方面的最新研究进展,使学生对药物化学这门课程有更深更宽层面的了解。
药物化学发展从阿司匹林的合成开始,已有100多年的历史,既有阿司匹林这样的百年老药,也有上市后旋即退出医疗市场的不成熟药物,但每个药物的背后都有一个值得关注的励志故事:或按部就班,反复优化如沙坦类药物和头孢类药物,或偶然发现,幸运得到如利多卡因、青霉素G。药物的发现需要药学家的严谨、细致的工作态度,善于发现新事物、新现象的敏锐洞察力,在讲授药物化学课程时,结合具体药物适当地插入相关的“历史故事”,既可以加深印象和学习兴趣,又可以让学生认识到新药研发的“不易”和“易”。如:弗莱明发现青霉素,Domagk发现磺胺抗菌药,从57个异芦竹碱类衍生物中筛选出局麻药利多卡因,从300多个吲哚类衍生物中发现抗炎药吲哚美辛,Bruce D. Roth 31岁既发现迄今为止最畅销的药物——阿伐他汀以及何大一发明“鸡尾酒疗法”等“幸运”案例,让学生了解新药研发的魅力,学生喜欢药物化学这门课,同时吸引更多优秀学生从事药物研究工作。另一方面。也要展示新药研发的高风险的一面:如辉瑞公司研发的伐地昔布(Valdecoxib)和默克公司研发的罗非昔布(Rofecoxib)因增加心血管风险,被FDA要求退市。
三、多元化教学
目前高校中普遍重视科研,教学上用时用力势必减少。但本科教学关乎学生的未来,也是高校的基石,作为讲师应从学生的角度和学校长远发展的角度,坚守高质量教学的标准。
1.精心准备,热情表达。根据学生和同行的反馈,精心制作课件,并做好课前的准备工作。不仅需要补充前沿的内容,还要在重点和学生反映的难点上下功夫,合理设计药化课件、改变讲课角度,使学生易于接受。利用网络资源,学习国内外优秀同行的授课经验,扬长避短,精益求精。对于一些难以理解的药物作用机制,可以利用PPT的动画效果或flash制作动态课件。如:在解释抗癌药物顺铂(Cisplatin)作用于DNA的活性机制时,使用从网络下载的视频CisPlatin-Mechanism of Action,可以非常逼真地演示顺铂作用于DNA的过程,一目了然,印象深刻。还有诸如用锁钥比喻解释虚拟筛选(Virtual Screening),以卧底比喻解释抗代谢药物等,让学生易于理解。药物化学是药学院学生必修的专业课,学生自身也比较重视。但仍需要在授课时全身心地投入,张弛有度,重点突出,在一种良性互动的气氛中完成授课。
2.前后呼应,适当调整。目前的药物化学教材比较成熟,但毕竟是静止的教材。在讲课时可以适当地进行总结、对比。比如,讲解抗心律失常药物时可以与局麻药联系起来。因为这两种药物有共同的作用靶点——Na+通道[1,2],并且有些局麻药具有良好的抗心律失常作用;而抗心律失常药普鲁卡因胺就是优化局麻药普鲁卡因时发现的电子等排体。学习β受体阻滞剂(普萘洛尔等)时,对照β2受体激动剂(沙丁胺醇等),使学生从同一受体的激动和抑制正反两方面理解;在介绍非甾体抗炎药时,对照甾体抗炎药(糖皮质激素药)。在介绍NO供体药物(硝酸甘油等)时,补充一些NO抑制剂(抗炎免疫活性化合物)方面的研究进展[9],既可以拓宽知识面,又认识到NO在体内的含量调节是谨慎、敏感的,通过以点带面,认识到药物的生物活性必须控制在一点的安全范围内,过度地抑制或激活都会产生副作用。这样的对比和联系,既加深印象,又利于總体掌握。
3.结合实际、案例教学。在学习布洛芬时,可以补充儿童常用退烧药美林的相关资料。结合日常用药学习药物化学,既可以加深理解,又有一定的指导用药作用。在学习第二章镇静催眠药时,将唑仑类药物与误传甚广的迷幻药(被施药后一段时间内失去自制力,而受外人控制)联系起来,既提高学生的警惕性又起到廓清误传的影响。结合时下发生的医药事件也是一种不错的方法。如:2010年讲课时,在讲授抗肿瘤药物时结合博导制售假药案,实事求是地评价,既让学生正确了解是件始末,又了解目前药物研发面临的问题;在讲授抗HIV药物时,补充N Engl JMed报道的一种复方药Truvada,因为药效强烈而留下深刻印象;在讲授抗病毒药物时结合H5N1和H7N9的社会热点讲解,可以大大加深学生的印象。
4.强化实践教学。药物构效关系是药物化学课程中比较重要的知识点,如果仅仅是记忆教材上总结的规律,难以有深刻的理解。适当补充特殊的案例或目前正在进行的药化研究成果,鲜活的教学实例对学生的影响要明显优于教材。在讲解新药设计与开发章节中的脂水平衡常数时,笔者结合自己正在进行的利莫那班类似物的研究结论:引入-OH后再进行酯化,既可以增加生物利用度,又降低血脑通透率,降低中枢神经毒副作用。实例说明改善药物的脂水平衡对药效和药物副作用的影响。
同时鼓励学生对教材中的药物合成路线提出补充,自行设计或查阅资料,只要合成路线合理就可以采用,这一点在平常的学习和考试中都是可以接受的。药物化学是理论与实践并重的学科,不能鼓励学生以记忆和背诵的形式学习这门课。
四、基础扎实,重点突出
目前,药学学科发展迅猛,药物化学教材也是颇多,在教学时需要根据所在学院的具体定位和学生基础,选用合适的教材。教材内容充分,收录的药物繁多,因此在教学时既要掌握扎实基础,又要选择代表性的药物或知识重点讲深、讲透。如局麻药普鲁卡因,既是临床常用药,又是天然产物研发新药的突出代表,因此在学习时,不仅介绍作用机理、临床药效,还着重介绍从可卡因到普鲁卡因的研发历程。抗生素发展迅速,教材中收录较多的药物,但在教学中,总体介绍青霉素和头孢菌素之后,重点介绍青霉素G和头孢噻肟钠,并在介绍过程中对比青霉素和头孢菌素的结构、药效、安全性的异同,让学生技能掌握抗生素的优良疗效,又能理解安全性的来源。
教师是决定教学质量的关键因素,新的教学形式对教师提出了较高要求,不仅要有理论基础知识,更要有专业经验和科研背景,既要做知识的传授者,更要做学习的引导者,培养学生的学习能力和創新能力。药物化学是一门既有“深度”又有“宽度”的课程,作为药学领域的专业性基础课,是药学学生必修科目,既要求学生掌握基础,又要培养学生具备新药研发的初步意识,这是培养学生学习能力和创新能力的良好契机和平台,也敦促教师努力提高教学水平。
参考文献:
[1]尤启东.药物化学[M].第7版.北京:人民卫生出版社,2011.
[2]朱依谆,殷明.药理学[M].第7版.北京:人民卫生出版社,2011.
[3].许士凯.药物发现史[M].北京:中国科学技术出版社,1993.