愛因斯坦說,提出問題往往比解決問題更重要! 在醫(yī)學(xué)科研中,解決問題的能力僅是邏輯或?qū)嶒?yàn)上的技能高低。然而,提出有價(jià)值的新問題,卻需具備創(chuàng)新性的想象力。醫(yī)學(xué)科研項(xiàng)目的選題,體現(xiàn)了研究者的科研思維、研究能力及其學(xué)術(shù)水平。 百替生物技術(shù)顧問郭磊博士說到。根據(jù)從事醫(yī)學(xué)科研咨詢領(lǐng)域多年積累的經(jīng)驗(yàn),郭博士對(duì)此深有感觸, 因而,提出的醫(yī)學(xué)科研問題是臨床醫(yī)生開展科研工作的*步,也是zui重要的一步。因此,在醫(yī)學(xué)科研如此發(fā)達(dá)的今天,相信許多從事醫(yī)學(xué)科研的研究人員、臨床醫(yī)生或是醫(yī)學(xué)生都會(huì)把如何提高科研項(xiàng)目的創(chuàng)新性作為首要目標(biāo)。
如何提高醫(yī)學(xué)科研項(xiàng)目的創(chuàng)新性?
如果我們對(duì)各類醫(yī)學(xué)科研的選題方法進(jìn)行深入的分析,我們不難發(fā)現(xiàn),完成創(chuàng)新性高的醫(yī)學(xué)科研選題其實(shí)并不困難和神秘。醫(yī)學(xué)科研中的創(chuàng)新課題,其實(shí)是遵循一定規(guī)律的。綜合起來,醫(yī)學(xué)科研創(chuàng)新有六大基本方法,即醫(yī)學(xué)科研創(chuàng)新的 六脈神劍 。
① 換物法
在已有醫(yī)學(xué)科研發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,換用不同的分子、細(xì)胞、組織或動(dòng)物模型,或者換用不同的研究路線如新的技術(shù)方法或科研工具等。如,某zui新醫(yī)學(xué)科研進(jìn)展是基于上皮組織的,我們則可提出科研問題;將上皮組織替換成神經(jīng)組織,看看能不能獲得類似的效果。
例如:
Hanna等的研究發(fā)現(xiàn),采用基因敲入技術(shù)對(duì)人類鐮狀血紅蛋白基因進(jìn)行糾正后,將體外培養(yǎng)的自體iPS細(xì)胞誘導(dǎo)為造血干細(xì)胞,移植后可治療鐮刀狀細(xì)胞性貧血。此發(fā)現(xiàn)于2007年發(fā)表在Science雜志上后,就有很多類似的 換物法 研究,包括Tsang博士等就提出能否將類似的技術(shù)應(yīng)用到視網(wǎng)膜細(xì)胞上。年齡相關(guān)性黃斑變性病人因視網(wǎng)膜中的細(xì)胞退化而導(dǎo)致中央視力喪失。他的研究發(fā)現(xiàn),通過上述類似方法制成的特殊多能性干細(xì)胞,可幫助小鼠模型獲得新的視覺神經(jīng)元,并恢復(fù)視力。結(jié)果于2012年發(fā)表在 Molecular Medicine上。
② 換人法
在已有醫(yī)學(xué)科研發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)研究成果zui終應(yīng)用對(duì)象--人種的替換,以期在新人種中獲得新發(fā)現(xiàn),應(yīng)用新成果的創(chuàng)新方法。我們常??蓪⒀芯繉?duì)象從白種人(Caucasian)換到黃種人(Mengolian)或漢族(Hans) ,進(jìn)行分子流行病調(diào)查、遺傳表型和性狀相互關(guān)系等方面的研究。
例如:
每個(gè)人身上都有HLA(人類白細(xì)胞組織相容性抗原)等位基因,除同卵雙生子外,兩個(gè)個(gè)體間HLA全相合的概率極低,而且終身不變,可以作為遺傳性標(biāo)記。美國開展對(duì)人類HLA等位基因的系統(tǒng)檢測研究工作,獲得了大量的原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)。但他們的研究對(duì)象主要限于白種人和黑種人。國內(nèi)一研究組就利用 換人法 ,針對(duì)黃種人開展此項(xiàng)研究,新發(fā)現(xiàn)了12例新HLA等位基因。骨髓造血干細(xì)胞移植可以挽救白血病病人的生命,而準(zhǔn)確的HLA配型是造血干細(xì)胞移植的關(guān)鍵。國際基因庫黃種人資料相對(duì)匱乏,因此此項(xiàng)研究使得黃種人的基因配型研究又向前邁進(jìn)了一步。
③ 篩除法
從大規(guī)模的分子集合如基因組中,利用分子間的特異反應(yīng),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)篩選出目標(biāo)分子、細(xì)胞或個(gè)體的創(chuàng)新方法。這種方法又稱大規(guī)模篩選法,分子間的特異反應(yīng)包括但不限于利用分子親和原理在小分子化合物庫的蛋白質(zhì)靶向腫瘤新藥篩選;利用DNA芯片、全基因組測序或外顯子組測序進(jìn)行疾病發(fā)病基因的篩選;利用酵母雙雜交技術(shù)、噬菌體展示技術(shù)進(jìn)行疾病相關(guān)蛋白質(zhì)互作分子的篩選等。
例如:
Nature報(bào)道的一項(xiàng)研究,對(duì)食管鱗癌患者樣本進(jìn)行了全基因組測序、全外顯子組測序和比較基因組雜交芯片分析,篩選和發(fā)現(xiàn)8個(gè)與食管鱗癌發(fā)生相關(guān)的重要基因突變,其中一個(gè)是發(fā)現(xiàn)的腫瘤相關(guān)基因;通過這種大規(guī)模的篩查方法,該研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)重要組蛋白調(diào)節(jié)基因MLL2、 ASH1L等基因在食管鱗癌中呈現(xiàn)頻繁的非沉默突變。
這是一個(gè)很好的利用 篩除法 獲得原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)的例子。世界上許多重要的醫(yī)學(xué)科研發(fā)現(xiàn),都是采用這一創(chuàng)新思維方法獲得的。20世紀(jì)zui重要的醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)-青霉素的發(fā)現(xiàn),本質(zhì)上也是 篩除法 的發(fā)現(xiàn)。只不過弗萊明的篩除是在無意間進(jìn)行的。
④ 加合法
把兩個(gè)或兩個(gè)以上的表面上無直接的新技術(shù)方法或新科學(xué)發(fā)現(xiàn)聯(lián)合起來,加合到某個(gè)疾病的研究中,以完成醫(yī)學(xué)科研創(chuàng)新的方法。
例如:
Cancer Cell雜志上的一項(xiàng)研究,將蛋白質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)解析,多肽抑制等不同層面的新技術(shù)進(jìn)行加合,應(yīng)用于胃癌中新的抑癌基因YAP通路研究,取得了重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。Hippo信號(hào)通路是zui近新的熱點(diǎn)癌變通路。原癌蛋白質(zhì)YAP是此信號(hào)通路zui下游的效應(yīng)分子。大量臨床分析發(fā)現(xiàn),YAP在多種惡性腫瘤中的表達(dá)量上調(diào)明顯,可誘導(dǎo)癌細(xì)胞生長。研究人員在蛋白質(zhì)晶體三維結(jié)構(gòu)解析的基礎(chǔ)上, 瞄準(zhǔn) YAP設(shè)計(jì)了一個(gè)多肽類抑制劑,模擬天然拮抗劑蛋白VGLL4的功能,進(jìn)行治療性干預(yù)。在此研究中,研究者還整合利用了多個(gè)動(dòng)物模型,用以驗(yàn)證這一多肽類抑制劑在動(dòng)物整體水平抑制腫瘤生長的有效性。
⑤ 錯(cuò)位法
將針對(duì)一種疾病的科學(xué)發(fā)現(xiàn)或治療方法等 錯(cuò)位 到另一疾病上來,也會(huì)有讓人有 目眩 的創(chuàng)新感。
例如:
發(fā)表在Nature的一項(xiàng)研究,就提出了二甲雙胍抑制癌變的分子機(jī)制研究。一些回顧性研究表明,廣泛應(yīng)用的糖尿病雙胍類藥物可以使某些癌癥患者受益。盡管存在這一有趣的關(guān)聯(lián),人們一直以來卻并不清楚二甲雙胍是如何發(fā)揮它的抗癌效應(yīng)的。雙胍類抗癌的分子機(jī)制到底是怎樣的呢?通過這種 錯(cuò)位 的創(chuàng)新思維,Whitehead研究所的一個(gè)課題組,發(fā)現(xiàn)了一條使得癌細(xì)胞能夠在低葡萄糖環(huán)境中存活的重要線粒體信號(hào)通路,而且驗(yàn)證了雙胍類藥物可通過影響線粒體對(duì)癌細(xì)胞發(fā)揮直接的細(xì)胞毒性效應(yīng)。
⑥ 反位法
構(gòu)思和提出與傳統(tǒng)觀點(diǎn)或科學(xué)常識(shí)相反的科學(xué)假設(shè),并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證和論述的科學(xué)創(chuàng)新方法。
例如:
通常認(rèn)為維生素E和其他抗氧化劑可以防止體內(nèi)某些活性化合物破壞DNA。由于DNA損傷與癌癥有關(guān),因此減少DNA損傷可能會(huì)阻止或延緩疾病的發(fā)生。一項(xiàng)研究卻 反其道而行 ,提出了一般人飲食中已有過量VE,沒有必要再額外補(bǔ)充VE,而過量服用VE反而增加癌癥發(fā)病的科學(xué)假設(shè)。研究中研究人員向小鼠喂食過量維生素E。與沒有接受治療的小鼠相比,服用抗氧化劑小鼠的腫瘤生長速度是前者的3倍。同時(shí),后者死于癌癥的速度也是沒有接受治療小鼠的2倍。
研究人員還發(fā)現(xiàn),在兩種小鼠模型和人類細(xì)胞中,抗氧化劑似乎能夠通過減少DNA損傷的數(shù)量從而保護(hù)癌細(xì)胞;相反,p53的表達(dá)則出現(xiàn)了減少--p53通常被認(rèn)為能夠抑制腫瘤生長。這項(xiàng)研究發(fā)表后引起廣泛的報(bào)道和關(guān)注。
總結(jié)
換物法、換人法、篩除法、加合法、錯(cuò)位法和反位法,這就是醫(yī)學(xué)科研創(chuàng)新的 六脈神劍 。
這六個(gè)招式又可分為 小創(chuàng)新 與 大創(chuàng)新 兩類。 小創(chuàng)新 難度小,包括換物法和換人法,屬于跟蹤性的科學(xué)研究。 大創(chuàng)新 難度大,包括篩除法、加合法、反位法和錯(cuò)位法,特點(diǎn)是原創(chuàng)性強(qiáng)。
展望
一個(gè)好的醫(yī)學(xué)科研課題的設(shè)計(jì)并不僅僅使用其中的一兩個(gè)招式,而將多個(gè)招式加以綜合運(yùn)用,這樣才能達(dá)到zui佳的創(chuàng)新效果。醫(yī)學(xué)科研的范疇不外乎探討人類疾病的發(fā)生原因、機(jī)制、發(fā)展規(guī)律、影響因素、診斷、治療和預(yù)防。 郭磊博士補(bǔ)充說, 科研選題時(shí),要盡量細(xì)化和聚焦自己的研究方向。只要我們把握好自己的科研方向,再運(yùn)用創(chuàng)新的 六脈神劍 ,實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)科研的創(chuàng)新性突破就是指日可待的事。
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