全链条攻关

从NIH专项资助到3TB高清数据

这项名为REVA的计划始于2022年10月，彼时Feinstein研究所获得NIH共同基金SPARC计划提供的专项资助，启动了这项人体神经图谱绘制计划。该项目由Feinstein研究所生物电子医学中心Stavros Zanos教授领衔，集结了解剖学、神经科学、影像学与人工智能等多领域专家组成跨学科团队，其发表于 NIH SPARC Science Portal 的数据集标题即为：Human vagus nerve anatomical reconstruction using microCT immunohistochemistry and ultrasound，即“人类迷走神经显微CT免疫组化及超声解剖重建。该数据集涵盖了30位捐献者遗体，追踪标记并三维重建了200,000条神经纤维解剖学与功能分型分布。

迷走神经是最长的脑神经，也是关键的“信息高速公路”，由两束主要神经束（左束和右束）组成，包含多达20万束神经纤维，从脑干延伸到所有主要器官。这一结构管理着自主神经功能，如心率、呼吸和消化，并充当人体免疫反应和炎症的“开关”^[1]。

“我们在颈部放置电极刺激迷走神经，患者的心率、呼吸、免疫功能都会发生变化，但我们始终无法准确回答——为什么会产生这些效应？哪些纤维被激活了？”Stavros Zanos教授在谈及项目初衷时坦言，现有临床神经调控技术长期停留在“暗箱操作”阶段，解剖学证据的缺失严重制约了疗法的精准化升级。

为突破这一难题，团队历时近三年，与遗体捐赠项目紧密合作，从30位遗体捐赠者身上获取了完整的双侧迷走神经标本共计60条。研究人员综合运用显微解剖分离、高频超声成像、显微CT扫描与免疫组织化学（IHC）染色等多重技术，构建了从脑干延髓起始，贯穿颈部、胸腔，直至腹腔各脏器分支的全长神经通路地图^[1]。

这套图谱最核心的突破在于实现了“跨尺度、多模态”的神经结构解析。研究团队采用以下技术架构逐层深入^[2]：

1.3D超声定位

在解剖与离体取样阶段，利用高频超声对左右侧迷走神经干及其分支进行原位/离体2D扫描与3D容积重建，精确定位神经在颈部、胸部与腹部的空间走向与形态。

2.高分辨率显微CT扫描

将长达数十厘米的迷走神经切分为1.5cm左右的连续段落，经Lugol碘溶液对比增强染色后进行显微CT扫描，在不破坏组织结构的前提下，实现神经束及内部纤维束走行的连续三维微观重建。

3.免疫组化与高阶组织学

将神经段进一步切片（每隔1000µm 连续取样5µm厚切片），运用多种特异性标记物进行荧光/显色染色：

4.人群个体差异与统计规模（Donor Cohort）

该数据集涵盖了30例人体遗体捐赠者（共60根两侧迷走神经样本），追踪并标注了约200,000条神经纤维的解剖学与功能分型分布。

最终形成的数据集总量超过3TB，包含数百万张高分辨率显微影像与3D重建模型，是迄今为止规模最大、分辨率最高的人体迷走神经解剖资源库，有望让全世界的研究人员能够精确地重新设计人类生物学，进而解锁新疗法并改变治疗格局。

传统的迷走神经刺激器（如用于难治性癫痫、抑郁症或心力衰竭）通常采用粗放的环形电极环绕整个神经干，刺激时容易同时激活通往心脏、喉部或呼吸道的不相关纤维，导致声音嘶哑、咳嗽或心律改变等副作用。该图谱则解决迷走神经电刺激的“脱靶副作用”。

不仅如此，它还完成了靶向器官精细调控。通过结合显微CT的3D几何拓扑与IHC的功能分子分型，研究人员明确了支配心脏、肺部、胃肠道及免疫器官的神经束在不同解剖层面（颈段、胸段、腹段）的相对位置与分流规律，为下一代多通道阵列电极与选择性生物电子医学设备的精准设计提供了“地图”。

“这不是某一个实验室的私有成果，而是整个领域的公共基础设施。”Stavros Zanos教授表示，团队选择全面开源，正是希望这套图谱能成为全球神经调控、心血管、消化、免疫等多领域研究的“通用地图”，加速下一代精准神经调控设备与疗法的研发。目前，该团队已与比利时微电子研究中心（imec）合作，基于图谱数据开发高精度选择性迷走神经刺激电极，相关技术转化工作正在推进中。

专家问答

王捷教授介绍肾脏迷走神经分布成果

严道医声：该项目中有关于肾脏的副交感神经分布的内容吗？

王捷教授：

是的，该资料库中包含与肾脏相关的迷走神经（副交感神经）分支分布数据。作为NIH SPARC REVA计划的核心成果之一，Feinstein研究所团队对迷走神经从脑干延伸至胸腔与腹腔各器官分支（包含肾脏、心脏、肺部、胃肠道等）的完整路径进行了全方位追踪和投射。

具体包含的肾脏副交感神经分布相关数据及技术细节如下：

1. 神经束级别的腹腔分支追踪
在传统解剖学中，迷走神经在腹腔的终末分布（尤其是对肾脏的直接副交感支配）因纤维极细、交织复杂一直存在争议。该图谱通过全长高分辨率显微CT与3D神经网络分割技术，追踪了迷走神经腹支通过腹腔神经节及主动脉肾节向肾动脉、肾蒂方向延伸的微观神经束轨迹，定量分析了主干中走向肾脏的神经束在颈部、胸部及腹腔不同截面的空间相对位置。

2. 传入与传出纤维亚型的分辨（IHC数据）
结合IHC标记，对前往/来自肾脏方向的纤维进行了ChAT及感觉纤维标记（如CGRP、VR1等）的分层定量，帮助澄清了迷走神经肾脏分支中传入感觉纤维与传出副交感纤维的比例关系及微观组学特征。

3. 在SPARC Portal上的具体检索方式
若需要在图谱中单独提取肾脏支配相关的数据集或可视化模型，可以在SPARC平台上按以下方式查看：
①进入互动式脚手架地图（SPARC Scaffold Map）：在 SPARC 网站中打开Human Vagus Nerve Organ Scaffold，该3D模型支持交互式三维解剖树展开；
②筛选分支拓扑：在3D图谱结构树中选择Abdominal Vagus→rightarrow ⁠Celiac/Renal Branches，即可高亮显示从迷走神经主干分离并投射至肾脏的神经束路径及对应的显微CT切片和IHC标记点；
③数据下载：在数据集页面使用关键词Kidney/Renal或过滤条件中的器官分类Kidney，可以检索并下载包含肾脏分支的高清三维分割文件（.json/.vtk格式）和微观病理图像栈。

严道医声：结论是肾脏和肾动脉周围存在迷走神经分布吗？

王捷教授：

是的，REVA计划的核心结论之一，正是在解剖学和微观神经束层面上，明确证实了迷走神经（副交感神经）向腹腔的延伸，且存在投射并支配肾脏与肾动脉周围的迷走神经分支。

传统解剖学和临床神经调控（如肾去神经术RDN）长期以来主要聚焦于交感神经系统在肾动脉外膜及周围的布设，而对迷走神经（副交感神经）在肾脏和肾动脉周围的存在及其具体微观轨迹一直缺乏高清的图谱证据。

Feinstein研究所及SPARC团队通过该图谱在这一焦点问题上提供了关键结论：

1. 结构存在性
图谱中的全长显微CT追踪证实，迷走神经腹支（主要来自迷走神经后干）在穿过膈肌后，经由腹腔节和主动脉肾节，有明确的神经束延伸至肾蒂及肾动脉外膜周围。在肾动脉起始部及中段外膜，迷走神经纤维与交感神经纤维交织形成肾丛，并不单独形成粗大神经干，而是以微小束条的形式包绕肾血管。

2. 神经纤维亚型特征
通过IHC染色，图谱明确标注出肾动脉周围及进入肾门的神经束中存在胆碱能传出纤维，这是副交感神经纤维的典型分子特征。同时证实了走行于肾脏周围迷走神经束中还包含大量内脏感觉传入纤维（如CGRP/TRPV1等阳性标记），构成了“脑-肾轴”的副交感信号通路。

3. 对临床及科研的潜在影响
①对肾去神经术（RDN）的重新评估：过去的经导管消融（如射频或超声 RDN）旨在阻断肾交感神经。然而由于迷走神经副交感纤维及感觉纤维也走行于肾动脉周围，非选择性的全周消融有可能会损伤这些副交感/传入纤维。该图谱为未来评估RDN的“脱靶效应”和优化消融靶点提供了微观解剖依据。
②靶向器官的电子药：确认了迷走神经内走向肾脏的特定神经束位置后，未来有可能通过选择性迷走神经刺激，在颈部或胸部直接精确刺激控制肾脏生理（如肾血流、钠排泄、肾素释放）的副交感通路，而不会误触发心脏或呼吸系统的副作用。