生物信息學理念在婦科腫瘤學研究生教育中的實踐及影響[內(nèi)容摘要]傳統(tǒng)的婦科腫瘤學研究生教育看重的是單一學科的知識教授，教育理念陳腐，教學內(nèi)容冗雜，教授方法老套，難以培養(yǎng)出符合現(xiàn)代醫(yī)學要求的具有穿插學科思維的創(chuàng)新型研究生。生物信息學不僅僅僅是一門穿插學科，更是一種思維方式和教育理念的具體表現(xiàn)出。在婦科腫瘤學研究生教育中引入生物信息學知識和理念，不僅對傳統(tǒng)醫(yī)學教育形式產(chǎn)生沖擊，還能培養(yǎng)研究生從多角度考慮問題的能力，進而產(chǎn)生獨特的研究方法和構(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；研究生教育；生物信息學；穿插學科；現(xiàn)代醫(yī)學[中圖分類號]G642[文獻標識碼]A[文章編號]1673-7210〔2020〕09〔a〕-0069-04傳統(tǒng)的婦科腫瘤學研究生教育看重的是單一學科的知識教授，忽略了學科之間的穿插影響，教育理念陳腐，教學內(nèi)容冗雜，教授方法老套，學生們在接收和學習知識的經(jīng)過中往往處于被動的位置，難以突破傳統(tǒng)思維的桎梏，這點顯然不符合現(xiàn)代醫(yī)學復(fù)合型人才的教育要求。婦科腫瘤學是大數(shù)據(jù)背景下知識更新迅速的學科之一，迫切需要全新的研究生教育理念進行知識的教授。生物信息學理念恰好為這一經(jīng)過搭建橋梁。生物信息學是2090年代逐步興起的一門穿插學科，它以生物作為重要研究對象，借助計算機技術(shù)、信息科學技術(shù)、分子生物學技術(shù)和應(yīng)用數(shù)學等手段，對大量復(fù)雜的生物數(shù)據(jù)進行處理、存儲、分析和論述，旨在深切進入發(fā)掘和揭示潛在的生物學意義。隨著精準醫(yī)療時代的到來，生物信息學的作用日益凸顯，它已經(jīng)浸透到生命科學研究領(lǐng)域的各個方面，并成為了最有活力的前沿領(lǐng)域之一[1]。當下，國內(nèi)不少高等醫(yī)學院校陸續(xù)開設(shè)生物信息學這門課程。對于醫(yī)學研究生而言，生物信息學不僅僅僅是一門課程，它還教會了學生從海量生物數(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)科大學附屬腫瘤醫(yī)院〔下面簡稱“我院〞〕婦科從1985年開始招收研究生，在學校開設(shè)生物信息學課程之初，即看重研究生生物信息學思維的培養(yǎng)，而且使他們學會將這種思維方式更好地應(yīng)用于婦科腫瘤學研究領(lǐng)域，為社會輸送一批又一批具有生物信息學理念的現(xiàn)代醫(yī)師。1將生物信息學核心理念應(yīng)用于婦科腫瘤學研究生的教學理論生物信息學的核心理念是海量數(shù)據(jù)的管理和發(fā)掘，重視學生自立學習能力的培養(yǎng)，而自立學習是一種新型教學理念，同時也是高等院校教學改革的重要方向之一[2]。生物信息學除了能教會學生使用大量的相關(guān)數(shù)據(jù)庫和在線分析工具進行科學研究以外，還能教會他們把握自動學習的方法和途徑，學會利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫和在線分析工具進行深度發(fā)掘，旨在幫助他們解決臨床理論經(jīng)過針對疑難病癥的診療問題，最終效勞患者[3]。在婦科腫瘤學研究生教學理論中引入生物信息學理念有如下幾個方面的詳細表現(xiàn)：1.1建立生物信息學的概念和意識在婦科腫瘤學領(lǐng)域培養(yǎng)出具有生物信息學知識背景的研究生，這種跨學科創(chuàng)新型研究生培養(yǎng)形式，突破了傳統(tǒng)的單一學科研究生培養(yǎng)形式的桎梏，順應(yīng)了新時期研究生教育的發(fā)展潮水。在日常研究生培養(yǎng)中，我院側(cè)重幫助學生建立起生物信息學的意識和思維方式。首先，在課程設(shè)置方面，我院發(fā)動婦科腫瘤學研究生自發(fā)將生物信息學這門課程列為其研究生生涯的必修課程。通過課程的學習，學生將意識到，生物信息學是一門由生命科學和計算機科學穿插構(gòu)成的新興學科，先后經(jīng)歷了前基因組時代、基因組時代和后基因組時代三個階段，涵蓋了生物信息的獲取、處理、存儲、傳播、分析和論述等方面[4]。其次，我院定期組織學生進行小組學習，通過線上線下混合式教學手段引導(dǎo)學生對生物信息學的深度學習。同時，我院也看重婦科腫瘤學老師本身的生物信息學通識教育，不定期邀請生物信息學教研室老師答疑解惑。最后，我院引導(dǎo)學生將生物信息學知識應(yīng)用到研究生課題研究中，進一步加深學生對生物信息學和婦科腫瘤學知識的理解。1.2學會使用生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫和在線分析工具生物信息學發(fā)展至今，產(chǎn)生很多生物醫(yī)學數(shù)據(jù)庫和在線分析工具，如基因表達〔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)學本體信息檢索〔CoremineMedical〕平臺等常用在線分析平臺[5]。對于婦科腫瘤學研究生而言，無論是專業(yè)型研究生還是學術(shù)型研究生，把握生物信息學知識并不在于怎樣進行復(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)庫和在線工具進行數(shù)據(jù)發(fā)掘和分析，并用于指點科學研究和臨床理論。在婦科腫瘤學研究生教學理論中，我院側(cè)重強調(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個獨立基因芯片數(shù)據(jù)〔GSE25191、GSE28799和GSE33874〕，進行基因差別表達分析和基因通路富集分析，并通過實時定量聚合酶鏈反應(yīng)和TCGA數(shù)據(jù)庫驗證，發(fā)現(xiàn)整合素α6亞單位〔integrinα6subunit，ITGA6〕是卵巢癌腫瘤干細胞核心基因，該基因的高表達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，將理論知識融入理論中，才有可能純熟把握這些生物醫(yī)學數(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)掘理念融入科學研究和臨床理論中在生物醫(yī)學大數(shù)據(jù)時代背景下，生物醫(yī)學研究正發(fā)生側(cè)重大變更，從基因組學、蛋白質(zhì)組學、代謝組學、轉(zhuǎn)錄組學和表觀遺傳學等多學科研究到基于海量臨床信息數(shù)據(jù)的真實研究，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)學大數(shù)據(jù)[7]。對研究生而言，怎樣將多條理臨床和研究數(shù)據(jù)進行深度發(fā)掘和有機整合，進而轉(zhuǎn)化為新知識，既是機遇，又是挑戰(zhàn)。在婦科腫瘤學研究生教育中，我院將數(shù)據(jù)發(fā)掘理念浸透到各個教學環(huán)節(jié)中，旨在讓研究生把握自動學習的方法和途徑，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維，為今后的科學研究和臨床理論打下扎實的基礎(chǔ)。在科學研究方面，尤其是在課題選題和設(shè)計階段，組織學生利用互聯(lián)網(wǎng)查找學科領(lǐng)域的前沿問題或熱門問題，對自己感興趣的方向各自提出一個詳細的科學假設(shè)。然后通過查找文獻和充足利用數(shù)據(jù)庫進行深切進入的數(shù)據(jù)發(fā)掘，構(gòu)建生物信息學分析網(wǎng)絡(luò)來回答詳細科學問題。最后，組織學生進行分子實驗或利用臨床資料來驗證科學假設(shè)。在臨床理論方面，引導(dǎo)學生將臨床上碰到的問題轉(zhuǎn)化成詳細的科學問題，然后應(yīng)用簡單的臨床生物信息學方法對詳細的科學問題進行淺條理的數(shù)據(jù)發(fā)掘，進而充足地為后續(xù)臨床研究做好預(yù)備。這種將數(shù)據(jù)發(fā)掘理念融入科學研究和臨床理論的教學方法，充足鍛煉了研究生的科研和臨床思維。比方，吳文娟等[8]進行卵巢上皮性癌鉑類耐藥相關(guān)差別表達蛋白質(zhì)挑選時，結(jié)合了生物信息學方法分析，挑選出62個鉑類耐藥相關(guān)的差別表達蛋白質(zhì)，然后通過正選擇分析時發(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平臺的文獻發(fā)掘及TCGA數(shù)據(jù)庫中的芯片數(shù)據(jù)交集分析進一步印證，12個差別蛋白〔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平臺進行文獻數(shù)據(jù)發(fā)掘，并結(jié)合分子生物學實驗發(fā)現(xiàn)，ITGA6可能在卵巢癌細胞中起到調(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)瘤變進展相關(guān)的差別基因和信號通路這一問題上，通過對GEO數(shù)據(jù)庫中獲得的2套芯片數(shù)據(jù)〔GSE63514和GSE51993〕進行深切進入發(fā)掘和綜合的生物信息學分析，挑選出與宮頸上皮內(nèi)瘤變進展相關(guān)的14個差別表達基因和3條信號通路。2生物信息學理念對婦科腫瘤學研究生教育的影響傳統(tǒng)醫(yī)學與互聯(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)學形態(tài)[11]，它借助了計算機科學和人工智能的爆發(fā)式發(fā)展，本質(zhì)上也是多學科穿插融合的產(chǎn)品。這種順應(yīng)時代發(fā)展的產(chǎn)品，顛覆了傳統(tǒng)醫(yī)學形式，深深地影響了醫(yī)學教育領(lǐng)域。在新醫(yī)科背景下，高等醫(yī)學教育更應(yīng)該重視教育理念和培養(yǎng)形式的改革，知足“健康中國〞的戰(zhàn)略需求，培養(yǎng)出能夠運用學科穿插知識來解決醫(yī)學領(lǐng)域前沿問題并引領(lǐng)將來醫(yī)學發(fā)展的高條理醫(yī)學領(lǐng)才[11]。研究生教育是我們國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]。在婦科腫瘤學研究生教育中引入生物信息學理念，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，將對婦科腫瘤學研究生教育改革產(chǎn)生深遠影響。2.1對傳統(tǒng)醫(yī)學教育形式的沖擊傳統(tǒng)醫(yī)學教育形式看重學科教育的系統(tǒng)性，強調(diào)以學科為中心，忽視了學科間知識的浸透和溝通，顯然不符合現(xiàn)代醫(yī)學教育的目標[13]。在傳統(tǒng)醫(yī)學教育形式下，學科的課程體系教學還是那樣采取灌輸理念，這種填鴨式的知識教授經(jīng)過容易磨滅學生自動探尋求索知識的求知欲。在大數(shù)據(jù)時代，高等教育改革重點圍繞學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)展開，并積極引入現(xiàn)代化教育理念，強調(diào)以學生為中心、以理論為主進行教學內(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)、云計算和人工智能等現(xiàn)代化已經(jīng)進入現(xiàn)代教育系統(tǒng)，在這一歷史背景下，國家相繼出臺〔中國教育現(xiàn)代化2035〕和〔教育信息化2.0行動計劃〕等政策文件，為我們國家教育道路指明了方向[16]。作為一門穿插學科，生物信息學知識和理念早已浸透到各個醫(yī)學學科領(lǐng)域，并衍生出多個分支學科。臨床生物信息學是其中一個分支學科，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，在精準醫(yī)學時代，很有需要引入腫瘤生物信息學特異性研究方法或全新高級的研究工具，來回答與腫瘤相關(guān)的關(guān)鍵問題[17]，對于腫瘤學的研究生教育亦是如此。婦科腫瘤學研究生教育不該該局限于講授單一學科的知識、基礎(chǔ)研究和臨床理論，引入生物信息學理念，不僅對傳統(tǒng)醫(yī)學教育形式產(chǎn)生沖擊，還能培養(yǎng)研究生從多角度考慮問題的能力，進而產(chǎn)生獨特的研究方法和構(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提升老師教學理論素養(yǎng)和教學反思自發(fā)性在教學醫(yī)院，臨床醫(yī)師不只要從事臨床診療工作，還要承當科研工作和教學任務(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，教學理念陳腐乏新。醫(yī)學老師作為醫(yī)學教育的理論者，只要在先進教育理念的引領(lǐng)下，才有可能真正做到以學生為中心，使學生受益，進而提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量[19]。因而，醫(yī)學老師應(yīng)該以愈加開闊的視野自動投入到各類前沿的教學改革與研究中，看重有助于醫(yī)學生自立學習的教學手段開發(fā)和應(yīng)用。臨床醫(yī)師學習先進的生物信息學知識和理念，并將之應(yīng)用于臨床和教學理論中，有助于他們對理論中出現(xiàn)的難以解決的醫(yī)學問題進行合理解釋，同時知足現(xiàn)代醫(yī)學研究和教育的發(fā)展需求，為提升本身教學理論素養(yǎng)和教學反思的自發(fā)性提供了新途徑。2.3拓寬研究生知識的深度和廣度婦科腫瘤學是一門特殊的學科，不同于傳統(tǒng)意義的婦產(chǎn)科學，從某種水平上來說，也是一門婦產(chǎn)科學和腫瘤學的穿插學科，因此，更合適采取生物信息學教育理念。婦科腫瘤學重要研究女性生殖系統(tǒng)腫瘤，當前積累了大量基礎(chǔ)研究和臨床研究數(shù)據(jù)，同時也產(chǎn)生了很多學科前沿問題。研究生在基礎(chǔ)理論知識學習的同時，眼界不該僅限于病房的臨床理論，更應(yīng)該放眼于學科研究前沿技術(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]。生物信息學恰好為研究生自立學習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效勞性和多樣性的特點，將生物信息學與婦科腫瘤學進行知識的深度融合。婦科腫瘤學研究生在進行跨學科生物信息學知識和技能培訓的同時，有望避免學科知識構(gòu)造單一的缺點，還能打破學科專業(yè)之間的界線，進而拓寬知識的深度和廣度。3結(jié)束語在婦科腫瘤學研究生教育中引入生物信息學的思維方式，本質(zhì)上是一種教育理念的創(chuàng)新。印發(fā)的〔中國教育現(xiàn)代化2035〕文件十分指出：在高校建設(shè)國際一流的國家科技創(chuàng)新基地，全面提升高校原始創(chuàng)新能力，加強應(yīng)用基礎(chǔ)研究，探尋求索構(gòu)建產(chǎn)學研用深度融合協(xié)同創(chuàng)新聯(lián)盟[20]。我院婦