No.1 2014.5.08 医学科研的特征和类型.ppt

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1、2019/2/14,1,医学科研的特征和类型,卢建华 Tel:025-86863595 E-mail:,2019/2/14,2,医学科研方法与设计,医学科研的特征和类型 科研选题 课题实施（申请书的主要内容） 科学论文的形式和要求 科学论文的评价和发表 论文的修改,2019/2/14,3,医学科学研究的内容,如何防止健康向疾病转化 如何促使疾病向健康转化 认识生命现象以及健康与疾病相互转化的规律,提问：1.科学研究的特征是什么？ 2.医学科学研究的特征是什么？,2019/2/14,4,一、医学科研的基本特征,对象特殊 方法困难 内容复杂,2019/2/14,5,对象特殊,一、医学科研的基本特征

2、,医学研究的对象主要是人，是世界上最复杂的生命体。人既具有生物性，又具有社会性；既具有一般的生理活动，又具有特殊的精神活动。人体的生命现象既不能用一般的物理化学运动的规律来解释，也不能用一般的生物学规律来解释。,2019/2/14,6,无论医学发展到多么高级的阶段，都不可能把人这种生命体约化成为高度抽象化和理想化的客体。,对象特殊,即使从目前最小的生命单位生物大分子出发，无论怎样推导，也演绎不出一个健康的、完备的、无任何疾病发生的生命系统来。,现在的克隆技术、基因重组技术能不能做得到？,2019/2/14,7,对象特殊,另外，生命还是一种远离平衡态的耗散结构系统，它通过自催化、超循环的方式不断

3、与外界进行着物质、能量和信息的交换。外界环境中各种因素的影响和自身遗传因素的影响使得不同的生命体内部处处存在随机涨落，具有强烈的个体差异性，这种差异性可以表现在许许多多的方面。,随机：必然和偶然的统一，可能发生的影响； 涨落：受内外因素影响而发生的变化,2019/2/14,8,医学研究很难把它的对象归结为完全标准化的、无例外的理想对象。医学研究也常常因为这种难以克服的例外而导致无法进行最一般的概括，只有掌握个体差异性才能更好地理解医学研究中的基本概念。所以说，医学研究中有一般原理，但无固定公式，面临每一个个体，都要求我们根据一般原理进一步作识别和思考。,对象特殊,2019/2/14,9,方法困

4、难,一、医学科研的基本特征,医学研究的成果最终都是被用于指导医疗实践，在防病治病、增进健康中发挥积极的作用。但防病治病、增进健康的受试对象是人体，因而对其要求倍加严格。这种严格的要求从伦理道德的角度来看都是必须的，也正是医学研究的严肃性要求之所在，但却给医学研究增加了莫大的困难，这种困难是其它学科的研究工作中很少能体会得到的。,2019/2/14,10,方法困难,几乎其它所有的学科都可直接利用和处理自己的研究对象，向其施加各种受试因素，需要时可以剖而视之，甚至完全解体或粉碎。医学研究显然不能如此。,即使X线检查、内镜、B超、CT等，最多也只是一个灰箱。,2019/2/14,11,方法困难,医学

5、研究必须根据不损害人体健康、保障人体安全这一原则，许多实验不允许在人体身上直接进行，必须采取间接的模拟方法，如动物实验。由于动物与人不仅在生物学上具有很大的差异，而且各种附加因素特别是自然和社会环境影响的因素差别更大，所以动物实验的结果充其量也只能作为对人体验证的一种参考而已。,即使X线检查、内镜、B超、CT等，最多也只是一个灰箱。,2019/2/14,12,内容复杂,一、医学科研的基本特征,人体既具有器官系统的独特性，又有其对立统一的整体性；既有特殊的内在活动规律，又有复杂的外界环境影响。医学研究的对象看来简单，仅仅是一个人体，但以此为中心展开的范围却十分广泛。,2019/2/14,13,在

6、深度方面，对人体的生老病死的每一个阶段都要进行研究；在广度方面，对周围自然环境和社会环境中可能影响人体健康的各种因素也要进行研究。深度与广度之间的关系交织在一起，使得医学研究的内容变得十分复杂而庞大，几乎任何一个学科都难以与之相比。,内容复杂,2019/2/14,14,当前，知识经济的发展，更使各门学科的知识潮水般地涌进医学科学。医学模式从单纯的生物医学模式转变为生物心理社会的综合医学模式，医学科学既分化又综合而以综合为主的发展趋势都充分证明了这一点。,内容复杂,2019/2/14,15,正因为医学科研的基本特征是对象特殊、方法困难、内容复杂，所以，医学人才的学习过程往往显得十分艰难和曲折，这

7、就是医学教育的学制较文、理、工、农要长，医学教育的课程设置较文、理、工、农要多，医学人才的成才年龄也较文、理、工、农偏大的原因。 要找到一种治疗疾病的更科学、更合理、更能减少痛苦、更能提高生命质量的方法是很不容易的，所谓“医道艰深”，说得一点也不过分。,2019/2/14,16,二、医学科研的基本类型,医学科研的类型有许多种，分类的方法也不尽相同，例如按学科领域分类，每个学科不同领域的研究都有自己的特征。我们学校有70多个教研室，就是70多种不同的研究类型 。 根据国家技术监督局1992年11月1日发布、1993年7月1日实施的学科分类与代码(中华人民共和国国家标准，简称“国标”)，医学科学可

8、分成基础医学、临床医学、预防医学与卫生学、军事医学与特种医学、药学、中医学与中药学。（具体学科名称及代码见附录一）。 联合国教科文组织根据科研过程中的不同阶段，对科技活动中研究与发展(R&D)的工作进行了定义和分类，医学科研活动被分为三大类：基础研究、应用研究、试验发展。,2019/2/14,17,基础研究 应用研究 发展研究,二、医学科研的基本类型,2019/2/14,18,基础研究,二、医学科研的基本类型,慢性嗜酸粒细胞白血病（）,是染色体阴性的一种特殊形式。 与特发性嗜酸细胞增多综合征（）不易鉴别,是揭示生命现象的本质和机理的研究，属于新知识、新理论的探索性、创造性活动，其成果常常上升为

9、普遍的原则、理论和定律。,2019/2/14,19,是不以任何专门或具体的应用和使用为目的的实验性和理论性研究工作。 主要是形成新的学术观点和理论知识，并没有明确的实际目标，自身不能直接去解决实际问题，但能指导应用研究的深入或成为应用研究解决实际问题的理论基础。,细胞结构的研究 核酸性质的研究 血液动力学的研究 肾病综合征对肾钠水潴留发生机制的研究 扩张型心肌病心肌磷化肌球蛋白轻链基因表 达研究,基础研究：,2019/2/14,20,原始性创新是基础研究之魂。基础研究的课题常常来源于实践需要的长期积累，如血液动力学研究来自解决心血管疾病的需要。 这类研究的特点是:未知因素多，研究周期长，对研究

10、手段要求高，成功率低，但对医学科学和社会进步的根本性影响深远，一般允许科研人员在选题时有较大的自由度，计划指标进度留有较多的余地。 基础研究是医学科技发展的源泉和后盾，是新发明、新技术的先导，对医学科学的发展和培养医学高层次人才都起着支柱作用，是现代卫生文明的基石。 我国对基础研究越来越重视，改革开放以来，国家先后采取了一系列有力措施。如NSFC、973等,2019/2/14,21,二、医学科研的基本类型,应用研究:,是基础研究的延伸，有明确、具体的目标，是针对某一实际问题开展的研究，对科学技术知识有所创新，或能阐明某一现象发生机制，形成解决这一实际问题的新技术、新方法。,2019/2/14,

11、22,这一类研究的特点是，研究周期一般较基础研究短，成功率较高，研究确定的新技术、新方法一经使用就能收到立竿见影的效果。 有明确、具体的目标，能解决实际问题，,应用研究:,2019/2/14,23,应用研究:,为获得新方法、新技术而进行的创造性研究。,例：血吸虫病免疫诊断与 疗效考核方法的研究,病毒性心肌炎和扩张型 心肌病诊断及治疗研究,区分应用研究与基础研究的主要标志:,目的性,造血干细胞移植,2019/2/14,24,是在基础研究揭示的一般规律的指导下，以防病治病、增进健康的实际问题为研究目标。 我国的医学科学在重视基础研究的前提下，以应用研究为主，面向防病治病、提高人口健康素质的需求，积

12、极组织国家和地方重大攻关研究课题，解决了许多防病治病中的理论问题和关键技术，提高了防病治病的能力，同时也提高了医药卫生人才的培养水平，促进了我国医药卫生事业的发展。 如我国政府制订的国家科技攻关项目和“863”高技术项目。还有各省、市、自治区制定的社会发展项目等。 应用研究大部分没有直接经济效益，主要是社会效益，特别是疾病的诊断和治疗方法，我国的专利法规定不授予专利权。经费的资助和基础研究一样，一般都是无偿的。,应用研究:,2019/2/14,25,发展研究,二、医学科研的基本类型,改进手术器械,发明开口器,运用基础研究和应用研究成果及实验的知识，为了推广新型药品、医用材料、诊断试剂盒、诊断检

13、查仪器，医疗器械，或为了对现有医疗器械进行重大改进开展的创造性活动。包括中间试验和工业试验(如新药投产前的批量生产)研究等，,2019/2/14,26,试验发展：,其特点是，所需的经费多，并受生产或试用条件(如新的诊断治疗器械)的限制；有明显的实用价值和明确的数量、质量指标来衡量其社会效益和经济效益。,例：血吸虫病诊断试剂盒的研究,双颈滑动加压螺纹钉的研制,2019/2/14,27,试验发展为医学科研产生的社会效益和经济效益有机结合创造了条件，促使人们从以往单一的以学术水平为标准选题研究，转向以社会需求为标准选题研究，改变了医学科研常常是在高墙深院里的实验室进行，成果成为奖品、样品、展品，不去

14、转化也很难转化的状况。 在目前社会主义市场经济条件下，我国的科技政策鼓励医学科技工作者把新药、诊断试剂、医用新材料、医疗器械等发展研究的成果推向市场，并通过利益分配与贡献相联系，调动大家的积极性和创造性，大大改善了医学科研的物质条件和精神状态。,2019/2/14,28,区分开发研究与基础研究、 应用研究的主要标志是：,基础研究和应用研究是增加科学知识和技术、方法，而开发研究则是推广新方法、新材料和新技术等的应用，直接面向经济建设主战场，为防病治病服务或进入技术市场。,基础研究的任务是认识自然，应用研究侧重于把基础研究的成果付之实际应用，发展研究则着重解决技术、市场、经济的适用性问题，进一步使

15、技术成果更好地转化为生产力。应用研究和开发研究属于理论向实践转化的第二次飞跃即是人类在科学理论指导下改造自然的活动。作为科学研究与实际生产部门不同它的任务是探索科研成果的有效应用途径。此项目的一达到，作为科研任务也即完成。,2019/2/14,29,基础研究，应用研究和试验发展是整个研究工作的三个不同阶段，分别属于三个不同的科技活动类型,2019/2/14,30,基础研究,应用研究,发展研究,造血干细胞,强调这三类研究之间的转化和联系：,它们既有前后顺序的发展关系，也有逆向的发展关系。即从试验发展中可能提出要求应用研究解决的技术问题，如在某药物的治疗作用中发现对非原定的疾病对象也有效，就对该药

16、物的作用机理提出了新的需研究的问题，以便进一步开发该药物的适应症，或在研究中发现了以前未发现的副作用，也需对其作用机理作进一步的研究，找出出现新的副作用的原因，并进一步研究出拮抗措施。,2019/2/14,31,一般情况都是先有基础，再有应用。 基础研究的特点是发现客观上本已存在的事物如万有引力、电磁感应、进化论、相对论、变异的冠状病毒、双螺旋立体结构等,牛顿发现万有引力,达尔文提出进化论,电磁感应定律,相对论,双螺旋立体结构,变异的冠状病毒,2019/2/14,32,应用研究则是应用这些客观规律，按人的意志创造出自然界原来不存在的东西如蒸汽机、发电机、农牧优良品种、化工产品、药物等。,杨利伟

17、自主出舱,2019/2/14,33,在基础研究没有认识到之前，谈不到相应的发明创造和产品。 在基础研究认识到之后，在工程技术领域则可指望得出规律性的成果。 比如，给建筑师相同的资金、材料、图纸和施工队伍，可以要求他造出两座相同的房屋； 用相同的原料、设备，保持相同的生产条件和工艺，化学工程师可从流水线的终端持续不断地得到相同的产品。,2019/2/14,34,但医学不完全是这样。医学虽然也可分为基础医学和临床医学，但它们与基础研究和应用研究的涵义并不相同，至少不是先有基础再有应用。相反，总是先有伤、病。即使诊断不明，医生也得设法治疗，然后才促使基础去研究。 艾滋病，就是先有人病了，死了，医生即

18、使不知病因也得治疗，最后才经基础医学研究证实为“获得性免疫缺陷”。 中医还有很多非常有效的治疗方法至今不明白它的机理。,2019/2/14,35,一方面，医生没有足够的条件也得治病； 另一方面，有了充分的条件医生也不能保证把每个病人都治好。 由于存在个体差异性，病人的情况各不相同，同一个医生治疗同一疾病的患者，也会有些人疗效很好，有些人不太好，也有无效和死亡者。其中原因有时难以说清，但并不都是差错事故。,2019/2/14,36,临床研究 实验研究 调查研究,按照研究对象和场所分类,2019/2/14,37,临床研究特点（Clinical study）：研究场地主要是病房或门诊，所得的数据资料

19、皆来自真实的研究对象人体，由于人的个体差异性及环境因素对疾病状态或治疗效果所产生的影响不易控制，难以达到严格的程度，故所得结果的精确度较小，若未能做到随机抽样并设立合理对照，其意义更加局限。临床试验中，各种试验和观察都必须服从病人的利益，对身心健康无伤害。 e.g.病例分析或讨论，疗效观察等。,临床研究,临床上以病人为对象开展的疾病诊断和治疗的研究. 应确定病例的来源、选择、例数；病人的性别、年龄、分组方法；疾病的种类、病型、病程、诊断标准；处理因素的详细情况，如处理因素是一种药物时，应说明其名称、剂型、生产厂家、批号等，并详细介绍给药方法、剂量和疗程标准；观察方法、观测指标、判定标准、临床疗

20、效。,2019/2/14,38,自体骨髓干细胞移植促进心肌再生,患者手术前后所见。箭头所指处为注射部位。 ：术前左室前壁某一节段呈低灌注 ：术后个月，该节段灌注获得改善,德国罗斯托克大学Stamm等在进行冠状动脉旁路移植手术（）时，将患者自体骨髓干细胞移植到梗死区，使病人左心整体功能及梗死区的灌注情况均得到了很大程度改善。,2019/2/14,39,实验研究,在人为严格控制条件下观察和分析客观对象。 通过干预，排除干扰以获得较为可靠的科学数据。 如在实验室用动物代替人作为研究对象,以解决人类疾病诊断与治疗的问题。 应确定所用动物的种类、品系、只数、雌雄、年龄、体重、饲料、健康状况以及微生物学监

21、测的等级；分组方法、实验方法、效应指标、以及有关处理因素的具体说明。,实验研究特点（Experimental research）：场地主要在实验室，使用的工具与材料主要为仪器设备、动物、试剂或其它物品，可事先作好计划，能严格控制实验条件和各种影响因素；允许多次重复反复比较，因而自由度较大。e.g.新药的合成及其临床前研究；医学动物模型的建立，细胞培养等等。,2019/2/14,40,几只瘫痪的兔子，经过神经干细胞移植，其肌力明显恢复，并且能够爬行。这是河南医大进行的一项科学研究，为瘫痪病人重新站起带来了希望。,神经干细胞移植使瘫痪动物恢复爬行,2019/2/14,41,神经干细胞移植手术有望让

22、桑兰重新站起来,神经干细胞移植手术技术，将有望彻底治疗脑损伤、脊髓损伤、脑性瘫痪、帕金森氏症等疾病。至年后，这项技术如能在临床推广成功，象桑兰这样的病人就有望站起来.从1998年开始，广州珠江医院神经外科专家徐和祥教授和他的研究小组，开始了自体骨髓原细胞培植神经细胞的研究,使脑瘫的猴子站立起来。,2019/2/14,42,调查研究,应该着重掌握被调查对象的确定方式及其各种有关情况，调查的内容、项目、方式方法，以及判断指标的制定、组成等等。,场所主要是一定地区范围内的现场或社会；研究的对象主要是人群，也包括其他的考察对象，如环境、食品、医学昆虫等，主动性较强，可事先作好计划，有步骤地进行。调查和

23、记录是取得资料的主要手段。e.g.流行病学调查，医学昆虫的种属分布或密度调查。,也叫横断面研究或现况研究。通过横断面调查了解特定时间特定人群中疾病或卫生服务的现状以及与之联系的各种因素的分布情况，没有人为干预，客观地观察记录。,2019/2/14,43,中国 57 5000万,2000-2010全球糖尿病增长46(1.5-2.2亿),2019/2/14,44,由上海市红十字会、上海市血液中心等有关单位共同组建的上海市脐带血造血干细胞库，是卫生部在全国批准设置的若干家脐带血造血干细胞库之一 上海市脐带血造血干细胞库位于上海市虹桥路1191号，专门从事脐带血造血干细胞的保存及相关科学研究。,脐血中

24、含有最原始的干细胞，不仅可以治疗白血病、再生障碍性贫血等血液系统疾病，而且对治疗肝病、肾病、老年病都有帮助。为自己的孩子在生命银行里存一份脐血，成了越来越多准妈妈关注的问题。一日就有6名准妈妈到有关部门咨询脐血的存储知识。,2019/2/14,45,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识 2.阐明生命本质的理论知识,医学知识作为人类实践的成果，既有经验的知识，又有理论的知识。这两者是通过不同的实践方式和认识途径取得的，在性质上有所区别。然而它们又互相依存，互相制约，形成统一的体系。,2019/2/14,46,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,在医学活动中有三大分工

25、，即教学、医疗和科研。教学是传授知识，医疗是应用知识，科研是创造知识。 医学知识并非皆由科研人员创造，而是由科研工作所创造 教师、医生和研究人员虽有明确分工，却又交叉合作，相辅相成，有时甚至就是一身三任。 作为研究人员固然能创造新的知识，但带研究生、写论文发表、搞成果推广也是在传播知识；作为教师也要进行科研以便不断更新知识充实教学内容；作为临床医生在应用知识的过程中，通过自身的实践，也在不断积累经验，创造新的知识和新的技术，这也是医疗技术能够得以提高的基础。,2019/2/14,47,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,1.描述生命现象的经验知识,医学是经验性很强的科学，无论是

26、基础研究、应用研究还是试验发展，都要以观察和实验获得的经验事实为基础，经验中的洞察力有时比严格的逻辑推理起着更为重要的作用。 把观察和实验过程中获得的经验事实描述出来，这样获得的知识就是经验知识。 在医学科研活动中，人们对生命现象的描述已从定性描述发展到定量描述。,2019/2/14,48,定性描述就是表明观察和实验的对象具有什么特征或不具有什么特征。 比如对生物大分子这一层面的生命识别现象，人们作了以下的定性描述：生命首先必须实现自我复制，为此就要求区别自我和异我，必须能在环境中主动挑选出自我复制时所需要的物质材料、能量，必须善于区别有利或有害的信息。这一切，在维持生命的物质代谢和能量交换中

27、，都要求有精确的识别。生命识别有四个层面：生物大分子、细胞、器官和整体，每一个层面又有自己的特征。,生物大分子的主要类型有蛋白质、核酸、多糖、脂类,2019/2/14,49,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,从古至今，医学科研的大部分活动就是对经验知识的定性描述。 特别是20世纪以来，先进科学仪器的发展，为认识生命体提供了一系列新的认识方法和认识手段，从生态环境一直到超微结构，更深刻更系统地揭示了人体和疾病的多层机理，开拓出一个又一个新的认识领域，大大丰富了医学生命科学的内涵。,扫描隧道显微镜,2019/2/14,50,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,原子

28、力显微镜,依靠人的感官进行观察存在许多局限，如人眼看不到可见光之外的紫外线、红外线、射线，人耳听不见超声波，人的嗅觉不如警犬我们必须借助仪器获得感官难以感知的信息，从而扩大认识能力、扩大人的感觉范围，而且使观察精确化。,2019/2/14,51,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,任何事物都是质和量的统一，医学研究的人体及其疾病，也是质和量的统一。 正常人体的形态结构、元素比例、体液分布、生化反应、代谢运转、生理功能及所需营养物质、热量消耗等等，都有着一定的数量界限。,2019/2/14,52,三、医学知识创新的实质,疾病也是如此。从一定的意义上说，人体正常数量界限的打破就导致

29、疾病。任何疾病也都是质和量的统一。疾病的质是一定量的质，不同质的疾病，具有不同的某些量；一定病理改变的量反映着一定疾病的质。,1.描述生命现象的经验知识,2019/2/14,53,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,自近代实验医学产生以来，特别是现代医学的发展，对这方面的认识日益增多和加深，定量化和数学化的趋势在医学研究中不断增长，使得人们对生命活动的定性描述发展到定量描述，并进一步把定性描述和定量描述结合起来，标志着医学经验知识的一大进步。 它使经验知识越来越精确，从而为洞察生命的奥秘提供了最富科学价值的资料。如果没有定量的描述，医学就不可能成为精密的科学。,2019/2/1

30、4,54,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,定量描述就是运用数学所提供的概念、方法、技巧和规则，对生命现象进行数量与结构形式的分析，找出表达生命现象某个方面本质特征的数学模型。 运用数学方法研究生命活动的结构和过程，虽然用不着高深的数学分析工具，但却是建立生物结构模型，理解生命过程的基础性工作，对于医学生命科学具有重要的认识论意义。,2019/2/14,55,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,数学模拟是建立模型的重要手段。 数学模拟是以模型与原型之间具有某种共同的数学形式为基础的。 电子计算机的产生和发展，为数学模拟开辟了更为广阔的前景。 数学模拟很多方面优

31、越于物理模拟，它不受材料和时空条件的限制，便于及时改变各种参变量，便于发挥主体的能动性。,2019/2/14,56,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,有人对血压系统进行了大规模的计算机模拟，并把这一模拟系统许多环节的参数与动物实验结果反复校核，证明两者结果十分相符。,2019/2/14,57,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,数学模拟的具体方法可分为线性系统与非线性系统两种，线性系统方法比较成熟，但对生物系统的认识价值不如非线性系统。(三聚氰氨) 生物系统大部分都是复杂的非线性系统，它的控制系统是多级别、多回路、多变量的协调控制系统，在各个子系统之间互相关联

32、，在信息接受方式上常采取成对感受的原则，在控制上多是双重控制因子之间互动的系统，在作用方式上则采取了多回路、多中介，并保持着一定特性的灵活调节方式。,人体五官矢量,抗原和抗体,2019/2/14,58,三、医学知识创新的实质,1.描述生命现象的经验知识,生物系统大部分都是复杂的非线性系统. 在控制上多是双重控制因子之间互动的系统，在作用方式上则采取了多回路、多中介，并保持着一定特性的灵活调节方式。,血糖调节的主要机制,2019/2/14,59,三、医学知识创新的实质,数学模型需要运用数学手段，形象模型也需要运用数学手段。 在DNA双股螺旋模型的建立过程中，需要精确计算原子之间的距离，原子所占有

33、的位置，各种化学键的键角，DNA主键的走向，磷酸糖的骨架位于碱基的哪一侧，它的走向，两条DNA螺旋的间距，每一螺旋的螺距，碱基之间的间距，碱基和水平面的夹角等。,1.描述生命现象的经验知识,2019/2/14,60,1951年,沃森和克里克与剑桥年轻的数学家格里菲思(John Griffith)偶然相遇。格里菲斯也对一些生物学问题感兴趣,沃森和克里克就请格里菲斯为他们计算在一个DNA分子内相同碱基之间的吸引力。格里菲思的计算结果从理论上表明,不是相同的碱基相互吸引而是不同的碱基相互吸引。沃森和克里克因此认识到,DNA中的碱基有可能是互补配对的。,沃森和克里克,2019/2/14,61,英国伦敦

34、大学国王学院1946年就设立了DNA结构研究室，富兰克琳与威尔金斯拥有充足的经费和先进的技术设备，他们与成功地建立DNA双螺旋结构模型只有咫尺之遥，但却未能跨出最后也是最关键的一步。这一方面是因为他们认为探索DNA结构的惟一途径是使用晶体学和数学计算的方法，拒绝采用建立结构模型的方法；另一方面是由于人际关系等方面的因素。,富兰克琳,威尔金斯,2019/2/14,62,几种生物的DNA碱基组成(%),查伽夫法则,查伽夫：美国生物化学家,2019/2/14,63,三、医学知识创新的实质,模型是抽象思维与形象思维的统一，抽象思维的首要任务就是把一些基本特征加以量化，没有这一步，模型就无法建立。,1.

35、描述生命现象的经验知识,就拿细胞膜的模型来说，它较DNA模型在数量上似乎模糊一些，但仍然需要大量的数据，如膜的厚度，双层类脂分子排列方式，膜上蛋白的镶嵌方式，极性键与非极性键与水结合的力量等等。,细胞膜结构,2019/2/14,64,三、医学知识创新的实质,模型是以符号、图形的形式反映事物的本质，要把符号结合起来，或确定图像中各个部分的关系，就必须运用数学工具。 形象模型的直观性、鲜明性与生动性是建立在数学模拟基础上的，正因为如此，一个成功的模型才具有解释功能、判据功能和预见功能，才能成为推动医学知识创新的巨大动力。,1.描述生命现象的经验知识,血液循环,2019/2/14,65,三、医学知识

36、创新的实质,对生命现象的经验知识从定性描述发展到定量描述，并把两者结合起来，并不是一个单纯的感官反应过程，它和理论思维是紧密联系在一起的。 在医学知识创新的活动中总是渗透着经验知识和理论思维这两个方面。经验知识和理论基础不同的人，会从同一个对象中看到不同的东西，在进行描述时的层次和水平也就不一样。因为所谓看，并不等于视网膜成像，“看到的”东西比眼球接触到的东西更多，经验和理论越丰富，“看到的”东西也就越多。,2019/2/14,66,三、医学知识创新的实质,2. 阐明生命本质的理论知识,描述生命现象的经验知识，有一个明显的局限性，即只是认识生命的现象和过程，还不能反映生命的本质，不能反映生命过

37、程之间的因果性，是知其然而不知其所以然。 在研究中，人们是不会满足于这种经验事实的描述的，而必须对经验事实作出理论的解释，说明为什么会产生这样或那样的生命现象和过程。,2019/2/14,67,三、医学知识创新的实质,2. 阐明生命本质的理论知识,阐明生命本质的理论知识，是运用理论和智力对生命的现象和过程进行科学抽象、综合出的理性结论。 这也是一个对生命现象和过程从理论上进行思考的过程，是一种高层次的认识过程。它往往渗透在经验知识的描述过程中，使经验知识上升成为理论。,2019/2/14,68,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,医学知识创新中应用的理论首先是医学的基本理论，

38、而医学基本理论的基础是概念，医学概念是医学创新思维的细胞，是医学研究活动中判断和推理的基础。它反映同类事物的共同本质。 医学概念的变化和发展影响着医学科研人员判断和推理的思维过程，也标志着一门学科成熟的程度。 一个有生命力的概念的形成和确定，常可赋予一门科学以巨大的生命力，甚至可以导致一门新学科的诞生。,2019/2/14,69,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,一个新提出的概念是不是科学概念，能不能成立，会不会被推翻，主要看它具不具备以下几个特征： （1）对于经验知识的先行性。 （2）具有广阔的覆盖率。 （3）能成为新的生长点。 （4）具有可观察性与可检验性。,2019/

39、2/14,70,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,先行性首先表现为，先建立一个与事实相对应的概念，然后通过观察和实验去揭示它的内涵。 一个基本概念刚刚提出时，它的内涵并没有被充分揭示出来。这种内涵并不十分明确的概念，却能为观察和实验规定基本方向，使后者为它提供材料，使这一基本概念的内涵不断丰富和充实起来。,（1）对于经验知识的先行性。,2019/2/14,71,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,例如，细胞膜这一概念的提出，仅仅是它生命的开始，它为观察和实验规定了基本方向，又不断用观察和实验得到的材料丰富自身，逐渐发挥着潜力。,（1）对于经验知识的先行性。

40、,细胞膜成分,细胞膜结构,植物细胞膜作用,2019/2/14,72,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,（1）对于经验知识的先行性。,概念对于经验知识的先行性还表现为：不是由于观察到某种事实，才确定一个与它相应的概念，而是由于逻辑推论，先得出关于某个事物或某种关系的概念，然后再通过实验观察去寻觅它。即先有概念的建立，然后才通过实验去发现与它相对应的事实。,2019/2/14,73,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,在科学研究中，现象总在向我们提出一些需要解释的问题。为此，尽管还没有发现相应的根据，通过逻辑推理，却可以制定必要的概念，再逐步用事实去充实它。

41、这种形成概念的方式，是科学概念形成的内在机制之一，是概念形成的带有规律性的过程。,（1）对于经验知识的先行性。,2019/2/14,74,受体,溶酶体,毛细血管通路,内源性吗啡样物质,mRNA,吗啡镇痛作用的部位,核孔,细胞核,脂蛋白受体,大脑内部语言生成机制,都是用这种方式建立,2019/2/14,75,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,一个具有生命力的概念一般是类概念，它应当对同类事物具有广阔的覆盖率，即使遇到例外的现象，也能由这一概念作出说明。 覆盖率不仅指它的一般适用性，更重要的是，这一概念有着广泛的解释功能，有日益拓宽自己适用范围的能力，能够把一些新观察到的现象容

42、纳于自己的外延之内。,（2）具有广阔的覆盖率。,2019/2/14,76,如激素这一概念形成时，人们对它的化学本质，生物行为所知甚少，在数量上也仅仅知道有少数几种。但根据这少数几种激素所得出的一些基本特征，却是后来发现的激素共同具有的。 随着科学技术的进展，人们还认识到不仅内分泌器官在分泌激素，还发现传统上认为不具有内分泌作用的器官也分泌激素，心脏分泌的心纳素便是一个突出的例子。,脑垂体所分泌的“死亡激素”是促使人类死亡的一个极其重要的原因,可以采用药物、手术等多种现代医疗技术来破坏“死亡激素”的产生，或延缓它的出现，从而使人类的寿命得以延长。（,2019/2/14,77,2. 阐明生命本质的

43、理论知识,三、医学知识创新的实质,对科学事实是否具有广阔的覆盖率是一个基本概念能否成功的重要条件。 覆盖面积很小的特殊概念一般缺乏发展的潜力；覆盖面积大、能充分说明多种差异现象共同本质的类概念才具有强大的生命力。,（2）具有广阔的覆盖率。,2019/2/14,78,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,基本概念的生命力还要求它应当成为某一科学领域的新的生长点。 新的生长点体现着某一领域的发展趋势，规定着它的发展方向。这是基本概念能够构成某一领域的理论硬核的基本条件。 这样，它才能不断给自己提出问题，规定解决问题的方向，规定解难题的方法，对这一领域起着研究纲领的作用。,（3）能成

44、为新的生长点。,2019/2/14,79,如DNA双螺旋模型的建立，使它迅速成为遗传学中的新的生长点，它提出了一系列问题，如遗传信息的拷贝如何复制，遗传密码的具体组成，遗传密码如何翻译为蛋白质，遗传突变产生的微观机制，基因如何表达和调控，人工控制遗传有无可能，能否实现基因重组，如何进行这种重组等等。 DNA双螺旋模型既规定了解决这些问题的方向，也提出了解决这些问题的基本方法，并不断使问题深化，提出新的问题及新的解难题的方法。,2019/2/14,80,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,（3）能成为新的生长点。,带有科学研究纲领性质的基本概念，抓住了某一研究领域的基本事实的本

45、质特征，把人们的视野凝聚在一个相对集中的范围内，使人认识到需要挖掘的矿藏就埋在这块领域内，矿脉已露出苗头，不必再像在大海里捞针那样，去漫无边际地寻找。 抗体也属于这样一个有生命力的概念。,2019/2/14,81,起初，人们对传染病束手无策，对“瘟疫”谈虎色变，于是就特别重视其研究。通过观察人们发现那些得了“瘟疫”而又幸免一死的人，在一定时间段内，可在“瘟疫”再次来临时得以幸免。这是什么原因呢？通过不懈的努力，人们终于发现了免疫的动物或人体血清中存在抵抗某种细菌毒素作用的物质，并将其命名为“抗体”。,抗原抗体反应图,2019/2/14,82,在社会对抗体应用需求的导向和推动下，抗体工程经过了第

46、一代多克隆抗体、第二代单克隆抗体、第三代基因工程抗体的发展过程， 使人类对付传染病的能力不断提高。,多克隆抗体 制备,2019/2/14,83,2. 阐明生命本质的理论知识,三、医学知识创新的实质,（3）能成为新的生长点。,作为一个科学领域的新的生长点，基本概念还应具有与这个研究领域同步前进的潜力，它与科学技术进步是相互促进的。科学技术的发展丰富着基本概念的内涵，基本概念的充实又为改善科学技术方法提供了理论前提。 如mRNA这一概念,2019/2/14,84,mRNA这一概念刚提出时，只把它理解为与相应蛋白质氨基酸线性对应的核苷酸序列，是由基因转录的传递基因信息的功能单位。 随着科学技术的进步

47、，人们发现，mRNA除具有编码作用的外显子外，还包含不具有编码作用的内含子，经过剪接，去掉内含子，才能发挥功能作用。,mRNA前体,mRNA内含子的切除,2019/2/14,85,另外，mRNA常有开头一段及结尾一段不起信使作用的核苷酸序列，如果不经过这种“穿靴戴帽”过程，便不能保持自身的稳定，难以发挥作用。 根据这些成果，自然又会提出，为什么mRNA的前体需要采取外显子与内含子间隔排列的方式?“穿靴戴帽”的核苷酸序列具有什么特征?它们在基因启动与调控中起什么作用?等等。,成熟mRNA的获得,2019/2/14,86,这些问题的提出，又推动人们去设计新的实验方法，发明新的技术手段，探求新的结果

48、，而新的结果又进一步丰富了基本概念。如此循环，使科学技术进步与基本概念发展互相推动，成为医学生命科学前进的两翼。,2019/2/14,87,这是一个基本概念不可缺少的内涵，基本概念必须具有还原为可观察性与可检验性命题的能力，否则，它就没有生命力。,三、医学知识创新的实质,2. 阐明生命本质的理论知识,（4）具有可观察性与可检验性。,2019/2/14,88,因为一个由基本概念转化而来的命题，如果是不可观察的，这个基本概念便失去了科学的价值； 一个由基本概念组成的命题，如果是无法检验的，它就只能在思辨领域中飘荡，无法在现实的科学领域中安家落户。 如何使基本概念在发展中不断转化为可观察性命题与可检

49、验性命题，是医学生命科学前进的一个巨大的动力。,三、医学知识创新的实质,2. 阐明生命本质的理论知识,（4）具有可观察性与可检验性。,2019/2/14,89,由基本概念组成命题，再对命题进行观察、检验，使它得到证实或证伪，就是判断和推理的过程了。 由于科学的日益综合化，自然科学和社会科学不断向医学领域渗透，现代医学已变为一门相当广泛的综合性学科，这样，在医学知识创新活动中应用的理论，理所当然地包括一些其它自然科学、数学和社会科学，以至心理学和思维科学等等。 引进这些科学理论，可以拓宽医学科研的思路。,三、医学知识创新的实质,2. 阐明生命本质的理论知识,（4）具有可观察性与可检验性。,2019/2/14,90,特别是关于辩证哲学和科学方法的理论，已成为医学理论知识中不可缺少的组成部分。 分析和综合、归纳和演绎，从抽象到具体，历史和逻辑的统一，等等，都是医学知识创新中最常用的方法。 不但传统的科