基于诺贝尔奖案例教学的研究生免疫学课程设计

任慧英 刘文华 温建新 邹玲 李桂梅

摘要 免疫学教学过程中培育学术思想、拓展专业视野对于培养高素质研究生非常重要。将2018年诺贝尔奖中与免疫学有关的内容引入研究生免疫学课程的课堂教学中，通过线上、线下混合式教学方式，使学生了解免疫学研究前沿，拓宽了学生的专业知识面，取得了良好的教学效果。

关键词 研究生培养;免疫学课程;诺贝尔奖;教学设计

中图分类号 S-01文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）15-0276-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.15.077

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Abstract It is very important to cultivate the academic thought and expand the professional field in the teaching process of immunology course for the cultivation of highquality postgraduates. In this paper， we introduced the contents related to immunology in the Nobel Prize 2018 into the postgraduates classroom teaching of immunology course through combination of online and offline teaching methods. The results showed that the teaching method was effective for the students to understand the frontier of immunology research， broaden the scope of students professional knowledge， which achieved good teaching effects.

Key words Postgraduate cultivation;Immunology course;Nobel Prize;Teaching design

基金项目 青岛农业大学教改项目“兽医微生物学双语翻转课堂教学法”;山东省研究生教育优质课程建设项目（SDYKC17059）;青岛农业大学校级精品课程建设项目“兽医微生物学与免疫学进展”。

作者简介 任慧英（1968—），女，山东莱阳人，教授，博士，从事兽医微生物学与免疫学研究。

收稿日期 2019-01-04

免疫学课程是在利用免疫学基础理论的基础上进行疾病诊断及疾病防治的一门学科。免疫学理论知识非常抽象、难以理解，开展免疫学疾病诊断及防治技术需要深厚的免疫学基础理论功底。免疫学的发展异常迅速，新知识、新观点不断涌现，免疫学的讲授需要紧跟时代的步伐，教师要将最先进的免疫学理论、方法和技术介绍给学生。

研究生免疫学进展课程的教学过程中遇到的普遍问题是学生对本科阶段的免疫学基本理论知识印象模糊，基础知识掌握不够扎实，理解不深，对研究生阶段的课程内容难以理解和把握，严重影响了学习兴趣和教学质量。如何讲好研究生免疫学课程，需要解放思想，大胆创新。国内外学者对研究生免疫学课程的教学方法开展了许多思考和讨论。美国的研究生教育更加注重开展灵活多样的学术活动，开设灵活多样的文献研读会、读书报告会和前沿知识讲座等学术活动，通过跨学科知识积累和系统的课程学习全方位培养人才[1]。何航等[2]认为研究生教学中创新教学很重要，教师在课堂上发扬学术思想，让学生拓展学术研究范围，从而扩展科研思路，提高研究生的专业素质和科研能力。研究生免疫学的开设方法是值得教师深思的问题[3-4]。由学生进行专题汇报，结合汇报过程中的问答环节，对报告内容进行拓展讨论，可以提高学生的学习兴趣，促进学生积极参与相关研究工作[5]。

在诺贝尔生理、化学或医学奖中，有许多与免疫学相关的研究获得过诺贝尔奖[6-7]，这些免疫学发现极大地推动了免疫学科的发展，也改变了人们的生活。例如，1984年获诺贝尔奖的“杂交瘤技术制备单克隆抗体”，1996年获奖的“T细胞识别抗原中的MHC限制性”理论，2018年获奖的“负性免疫调节治疗癌症”[8]和“多肽和抗体的噬菌体展示技术方面”[9]等都与免疫学学科关系密切。笔者将上述获奖的与免疫学有关的内容，通过课前、课中和课后的教学设计，应用线上、线下的混合式教学方式，使学生了解并掌握免疫学前沿内容，增强了学术兴趣，开阔了学术视野，提高了学术思维能力，旨在为今后开展相关学术研究奠定基础。

1 教学设计的思路及目标

青岛农业大学动物医学院为预防医学、基础医学及临床医学专业的研究生开设了“兽医微生物学与免疫学专题”课，一般安排4～6学时的免疫学进展讨论，2018年的讨论课程主要根据诺奖内容进行教学设计。具体教学思路是，课前把需要课上讨论的有关诺奖內容提供给研究生，并布置课堂讨论的前沿知识点，研究生以小组为单位，通过网络进行文献查阅和素材准备，制成PPT并在课堂上进行汇报交流和讨论，任课教师参与讨论并进行点评，课后学生根据课堂讨论情况修改完善PPT，并总结交流心得。通过课堂交流讨论，不仅可以加深学生对相关知识点的理解，了解免疫学相关前沿知识，提高学生的学习兴趣，而且可以提高研究生查阅和阅读文献的能力，增强学术交流能力，培育学术素养，提高创新能力和综合素质。

2 实施方案

2.1 课前布置任务

2.1.1 精选课堂讨论内容。根据课程特点和免疫学发展现状，筛选了2018年诺贝尔生理学或医学奖获得者家詹姆斯·艾利森教授和本庶佑教授的相关研究工作和内容，通过课程微信群推送给研究生;为便于学生更好地理解这一诺贝尔奖的科研内容，为学生转发了微信《众望所归！免疫疗法先驱获2018年诺贝尔生理学或医学奖》以及《漫画解读诺贝尔医学奖：如何关门放狗，咬死癌细胞！》[8，10];同时，还根据2018年诺贝尔化学奖的内容，推荐了文献《天才的接力：从噬菌体到‘药王》[9]。

2.1.2 凝练课堂讨论知识点。根据免疫学科研究进展和推送的素材，拟订了以下知识点供课堂讨论，研究生主要围绕这些知识点查阅资料，撰写PPT。这些知识点主要包括：①T细胞上的分子刹车CTLA-4被激活，就会抑制T细胞的活性。因此，如果能抑制CTLA-4的功能，就可以让T细胞大量增殖、对癌细胞进行攻击。2011年，美国FDA批准伊匹单抗（ipilimumab，用于治疗黑色素瘤），商品名Yervoy。

②PD-1基因的激活参与经典的程序性细胞死亡过程中，与CTLA-4一样，PD-1也是一种“刹车”。通过抑制PD-1的功能，T细胞也能得到激活，治疗癌症。O药纳武利尤单抗注射液（商品名欧狄沃， Opdivo）就是PD-1抗体。

③噬菌体展示技术，是将外源蛋白或多肽的DNA序列人工插入到噬菌体外壳蛋白结构基因的适当位置，使外源基因随外壳蛋白的表达而表达，同时，外源蛋白随噬菌体的重新组装而展示到噬菌体表面，可以使用抗体去识别表面展示有特定抗原的噬菌体。

④噬菌体展示技术和抗体工程结合，将抗体识别抗原的部分（称为抗体可变区）的DNA片段克隆进噬菌体的衣壳蛋白基因中，从而在噬菌体表面展示抗体的结构，并开发针对人TNF-α的抗体。这个抗体就是后来声名远播的阿达木单抗，用来治疗类风湿性关节炎等自身免疫疾病。

2.1.3 分组布置任务。学生每2～3人为一组，每组针对一个知识点，分头查找资料，针对噬菌体及噬菌体展示技术、木单抗、CTLA-4、 PD-1、自身免疫病相关细胞因子等内容进行文献检索及阅读，并完成PPT制作。

2.2 课堂教学实施

2.2.1 学术报告。任务布置7 d后，研究生分组在课堂进行学术报告，每组推荐一名代表汇报，时间控制在15～20 min，其余同学负责答疑。每个报告结束后，任课教师和其他组同学进行提问、讨论汇报内容。

2.2.2 学术讨论。讨论过程中，为了帮助学生更好地理解诺奖内容，教师对每个知识点进行梳理和讲解。例如，针对詹姆斯·艾利森的工作，首先从T细胞表面CD28分子与抗原提呈细胞表面B7分子的相互作用入手，展开T细胞识别抗原并进一步活化的过程中CD28分子的重要性;然后，谈到T细胞表面CTLA-4分子与抗原提呈细胞表面的B7分子结合抑制T细胞激活的激活;在此基础上，对抑制T细胞表面CTLA-4分子开展癌症的治疗理念进行介绍，提出CTLA-4单抗的作用。

此外，学生还对PD-1在免疫细胞功能中的具体作用机制、TNF-α在自身免疫病中的作用展开了深入讨论。通过学术报告和讨论，学生对单抗种类中的木单抗（完全人源化单抗，人源成分100%）、莫单抗（鼠源单抗）、昔单抗（嵌合单抗，人源成分60%～70%）、组单抗（人源化单抗，人源成分90%）有了更好的理解，对基因工程抗体的制备中抗体可变区基因和恒定区基因的扩增产生了更深的认识，对今年诺贝尔奖中相关的阿达木单抗、伊匹单抗、纳武利尤单抗的市场价格及临床应用有了更新的认识。学生的汇报中还总结了噬菌体展示技术给免疫学带来的可喜成果，该技术正被大量用于抗体药物的研发。

教师和所有学生都参与到了讨论环节，对于部分难点内容，由教师回答、补充和完善，并引导学生对如何进一步做好科研工作展开了深入讨论。

3 教学效果

通过课堂讨论，学生都能掌握T细胞活化及去活化的过程及涉及的免疫分子等免疫学核心内容。通过这种交流汇报，学生对免疫学的兴趣和学习积极性得到提高，学生踊跃发言，提高了学术交流水平和能力。同时，对获得诺贝尔奖需要的科研素质有了新的认识，也坚定了学生今后进一步从事科研工作的信心。

此次课堂教学设计将免疫学理论与实践进行了很好地结合，将诺贝尔奖案例引入课堂教学，教学内容新颖、别致，提高了学生的学习兴趣;采用了课前布置教学任务，学生查阅文献，撰写PPT，课堂学术报告和讨论，课后总结完善以及线上、线下、多样化的教学方法和手段，取得了预期的教学效果。

参考文献

[1]何勇濤，罗长坤，黄国琼， 等.中美医学博士研究生培养模式的比较研究[J].中华医学教育杂志，2012，32（3）：466-469.

[2]何航，刘胜利，冯黎， 等.中医院校硕士研究生医学免疫学课程教学改革探索与实践[J].中国中医药现代远程教育，2017，15（23）：31-33.

[3]冀君，许鑫，姚伦广， 等.研究生免疫学课程教学改革与思考[J].教育教学论坛，2016（14）：91-92.

[4]胡雪梅，姜昱竹，张晓姝， 等.研究生《临床免疫学》课程教学改革的实践探索[J].高教学刊，2016（14）：13-14.

[5]王睿，马宏，李勤.生物学专业研究生免疫学教学探索[J].教学研究，2011，34（5）：43-45.

[6]李小琼，詹剑，冯赞杰.诺贝尔奖案例在生物化学教学中的应用[J].基础医学教育，2018，20（8）：631-633.

[7]戎瑞雪，王洪杰，王蓓， 等.免疫学相关的诺贝尔奖与学生创新能力培养[J].医学研究与教育，2018，35（2）：70-75.

[8]刚刚！2018年诺贝尔生理学或医学奖获得者揭晓！[EB/OL].（2018-10-01）[2018-12-20].http：//news.medlive.cn/all/info-news/show-149490_97.html.

[9]张家伟，付一鸣.简讯：美英科学家分享2018年诺贝尔化学奖[EB/OL].（2018-10-03）[2018-12-20].http：//world.people.com.cn/n1/2018/1003/c1002-30325179.html.

[10]Sheldon.漫画解读诺贝尔医学奖：如何关门放狗，咬死癌细胞！[EB/OL].（2018-10-01）[2018-12-20].https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1613135244522206050&wfr=spider&for=pc.