摘要：精准营养学是未来营养学的发展方向, 同时也给营养学科的发展带来了挑战。结合精准营养学内涵和营养学教学现状, 概述目前精准营养学背景下营养学教学面临的问题, 探索适应精准营养学背景的营养学教学模式, 为高级营养人才的培养提供帮助。
关键词：精准医疗; 精准营养学; 营养学教学;
2015年1月, 奥巴马在国情咨文演讲中提出了“精准医疗”计划, 即根据每位患者的个人特征量体裁衣式制订个性化治疗方案, 包括他们的基因组、微生物组、健康史、生活方式以及膳食。精准医疗同样也得到了我国中央高层领导的高度关注, 被列为“十三五”健康保障发展问题研究的重大专项之一[1], 是未来医疗发展的趋势和方向。作为预防医学的二级学科, 营养学主要研究膳食与机体的相互作用及其对健康的营养、作用机制以及据此提出预防疾病、保护和促进健康的措施、政策和法规等。它不仅是一门生物学, 还是一门社会学和环境科学, 因此, 随着精准医疗计划的实施, 精准营养学概念应运而生。与精准医疗类似, 精准营养学是基于每个人的个体特征, 制订营养干预和策略来预防和管理代谢性疾病的发生发展[2]。随着我国医学教育国际化速度的加快, 精准医疗和精准营养学也为营养学科的发展带来了机遇和挑战, 如何培养预防医学和非预防医学专业学生, 使他们适应精准医疗的需要, 对于精准营养学乃至精准医疗的发展有举足轻重的作用。本文就精准营养学的内涵和现状进行概述, 探讨在精准营养学背景下营养学教学面临的机遇与挑战, 寻找将精准营养学引入营养学课程教学合适的方法, 为培养营养学高等人才提供帮助。
1 精准营养学的内涵
精确、准时、共享、个体化是精准医疗的4个基本要素[3], 同样也符合精准营养学的要求。国际营养遗传学/营养基因组学学会提出, 精准营养学具有以下3个维度:根据年龄、性别及其他社会因素按照传统营养学指南来将人群进行分层;由精确和深度的表型制订个性化的营养策略;基于罕见高外显率的基因变异及个体对于特殊食物的反应的营养基因组学[4]。
在精准营养学概念诞生之前, 个性化营养由来已久, 虽然与精准营养学概念十分相似, 甚至部分时候二者可以互换, 但是精准营养并不等同于个性化营养, 后者是基于个体的表型和遗传特征来提供个性化的营养指导[5], 而精准营养则是一个更宽广的概念, 它不仅仅是基于营养遗传学, 在制订有效和动态化的营养干预手段时还应该考虑遗传学和营养学之外的特征, 包括体力活动、生活习惯、代谢组学和肠道微生物组学, 从而给予个体可行的膳食建议, 并充分预测个体对于营养干预的反应[6]。
2 营养学教学现状
目前我国营养与食品卫生学课程主要在医科类或开设食品科学专业的高校开设, 营养与食品卫生学为二级学科, 所采用的教材主要为哈尔滨医科大学孙长颢教授主编的《营养与食品卫生学》, 目前已更新至第八版, 较第七版新增了分子营养学章节。此外, 分子营养学、高级营养学、临床营养学、公共营养学等也在高校以选修课形式开设。由于精准营养学概念较新, 没有形成完整的教学体系, 目前教材中也还没有更新精准营养学内容, 但是营养基因组学和营养遗传学等精准营养学相关内容已经在本科生和研究生教学中日益成熟, 这些都为精准营养学教学在高等教育中的实施奠定了坚实的基础。一项在医学高等院校非预防医学专业学生群体中的调查显示, 26.07%的学生对分子营养学感兴趣[1], 精准营养学在解决营养学问题方面展现出巨大潜力。
3 精准营养学时代营养学教学面临的挑战
精准营养学是营养学发展的趋势, 由于精准营养学刚刚起步, 许多方面仍需不断完善, 因此营养学教学还面临诸多挑战。
3.1 教学体系不健全
营养学包括基础营养、食物营养、公共营养、特殊人群营养和临床营养五大领域。营养学教师在教学中, 首先要不断更新营养学基础知识。基础知识是任何一门学科的必备知识, 是学习新知识的前提, 随着基础营养研究的深入, 营养学基础知识也在不断更新, 不断健全, 因此教师在教学过程中需要与时俱进。其次, 精准营养学教学内容缺乏创新的技术与方法。精准营养学是整合了个体的组学信息 (包括基因组、表观基因组、转录组、蛋白质组、代谢组和微生物组等) 、生活方式信息 (包括膳食习惯、体力活动和食物行为等) 以及生理信息而进行的个体化营养干预, 以达到维持健康、预防和控制疾病发生发展的目的[6,7]。目前传统教学中主要涉及膳食摄入的评估手段, 而相关的组学技术以及生物数据分析解读方法并没有涉及, 这也会导致未来营养学人才不能合理运用信息技术, 影响解读大数据的准确性, 势必会影响对群体及个体进行营养干预的效果。再次, 精准营养学整合了个体方方面面的信息, 从公共卫生角度考虑, 必须要将伦理问题以及相关法律法规引入日常教学中, 使未来的营养学人才能够更安全高效地使用精准营养学手段解决营养问题。
3.2 缺乏人文气息
营养学的目的是改善人类健康, 提高生命质量, 与人们的日常生活息息相关。但目前营养学教学缺乏人文气息, 较少提及不同个体乃至群体的经济、教育和生活方式的特点。
4 精准营养学时代营养学教学方法探索
4.1 整合教学内容
恩格尔“生物—心理—社会医学模式”强调将患者作为一个整体的社会人看待, 而不是简单当作一个生物个体[8]。精准医疗则是在“生物—心理—社会医学模式”基础上应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术和医学信息学与大数据交叉整合发展而形成的一种新型医学模式[9], 精准营养学亦是如此。传统的营养与食品卫生学是一门集合了多学科的知识与技术体系, 需要流行病与卫生统计学、食品科学、试验动物学以及基础医学和临床医学等相关学科领域的研究方法。精准营养学还需要组学技术、生物信息分析技术、大数据分析技术及生物分析技术等方面的内容, 目前这些内容营养学教学中涉及并不多, 也不系统。因此为应对未来精准营养学发展趋势, 需要将现有营养学教学内容与医学信息学、生物信息学以及大数据分析技术内容进行整合, 以更好地开展营养学人才的培养。
4.2 改变教师及学生观念, 培养师生的创新性思维
精准营养学是一种基于个体定制的营养干预模式, 在这种模式下, 营养干预的建议和策略都是针对每一个个体的特征制订的。不同个体基因背景不同, 代谢组、微生物组甚至个体生活习惯差异都很大, 因此需要教师在教学中改变固有观念, 引导学生从个体的组学信息、生活方式信息 (包括膳食习惯、体力活动和食物行为等) 以及生理信息系统化、全方位看待每一个个体、每一种疾病, 从疾病特征、个体特征等方面进行全方位的膳食设计, 主动创新, 正确选择并运用精确营养干预策略。
4.3 调整教学模式
伴随着基因技术、组学技术、互联网技术、大数据技术等的飞速发展与融合, 营养学教学模式也需要及时更新、调整。在侧重理论教学的同时, 大学生应该对精准营养学有一个全面的认识, 为将来的临床和科研工作打好基础。首先, 精准营养学是一门交叉学科, 很多内容如基因组学、微生物组学以及代谢组学等内容比较抽象, 学生不容易理解掌握, 因此应该引入基于问题的学习模式 (Problem-Based Learning, PBL) , 让学生带着问题自主学习, 发现问题、分析问题、提出假设、验证假设, 形成精准营养学学习的思维导图。在这个过程中, 学生的主动学习和逻辑思维就得到了极大锻炼和提高。其次, 营养学教学要回归实践, 不能局限于课堂。因此需要在日常教学中引入案例教学模式, 通过具体的案例教学, 使个体更直观、形象地了解精准营养学知识, 使学生围绕案例进行探讨, 鼓励学生多查阅最新的文献资料, 了解最新指南, 运用最前沿的技术分析案例, 解决问题。在这个过程中, 激发了学生学习基本知识的主动性, 也培养了对营养问题的诊疗思路和创新能力。再次, 合理的数据分析和解读技术是精准营养学的必备要素, 因此高校应构建良好的生物数据分析平台, 或者开发更多的网络数据分析资源, 例如现在基因组分析资源就可以利用很多网络平台获得, 鼓励学生利用多种方法对数据进行生物信息学分析, 并学会解读结果, 转化为精准营养学需要的知识。同时, 高校可以开通多种学习渠道, 如慕课教学、App在线教学、文献学习沙龙等, 从而激发学生的学习兴趣, 提高学习效果。
伴随着精准医疗的发展, 精准营养学势必成为营养学科必不可少的一部分, 其在维护健康和疾病防治中将会扮演重要角色。同时, 任何一门学科的发展都依赖于科学技术的不断进步, 现代营养学的发展同样依赖于流行病与卫生统计学、食品科学、试验动物学以及基础医学和临床医学等传统学科和生物化学、组学、生物信息学等新兴学科的进步。多学科交叉会促使营养学科不断完善, 急切需要提升教学水平。因此营养学科应该调整教学模式和观念, 整合教学内容, 尤其要注重培养学生的实践能力和科研能力, 以满足医学发展的需要, 培养出具有精准营养学理念的高等医学人才。
参考文献
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