JP2005526729A - レトロウイルス免疫療法の戦略 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、哺乳動物対象におけるレトロウイルス感染症の治療方法を提供する。特に、本発明は、ヒト対象における免疫不全関連疾患につながるレトロウイルス感染症の治療方法を提供する。
ヒト免疫不全ウィルス(HIV)は、多くの場合に、後天性免疫不全症候群(AIDS)の発症につながる持続性かつ進行性の感染症を引き起こす。HIVには、HIV-1およびHIV-2の少なくとも二つの異なる型がある。ヒトにおいては、HIV感染症はついには免疫不適格、日和見感染症、神経機能不全、新生物増殖を引き起こし、最終的には死につながる。
本発明者らは、哺乳動物に感染するレトロウイルスに応答して少なくとも二つの免疫細胞集団が産生されることに注目した。特に、レトロウイルスに感染した哺乳動物の免疫系は、本明細書において一般に「エフェクター細胞(effector cell)」と呼ばれる細胞群によってウイルスに対する免疫応答を増加させることができるが、本明細書において一般に「レギュレーター細胞(regulator cell)」と呼ばれる、「エフェクター細胞」を調節する第二の細胞集団も産生され、哺乳動物がレトロウイルス感染を有効に制御または根絶する能力を制限している。
i)哺乳動物対象のレトロウイルスに対するエフェクター細胞の数を増加および/またはエフェクター細胞を活性化するための組成物;
ii)レギュレーター細胞の産生を阻害、レギュレーター細胞の機能を制限、および/またはレギュレーター細胞を破壊するための作用物質;および
iii)急性期炎症マーカーのレベルを決定するための手段。
i)少なくとも1種の抗レトロウイルス薬;
ii)レギュレーター細胞の産生を阻害、レギュレーター細胞の機能を制限、および/またはレギュレーター細胞を破壊する作用物質;および
iii)急性期炎症マーカーのレベルを決定するための手段。
定義
本明細書において使用される「治療すること(処置すること、treating)」または「治療する(処置する、treat)」という用語は、レトロウイルス負荷の低下が達成されることを意味する。より好ましくは、レトロウイルス負荷が完全になくなる。
作用物質は、レギュレーター細胞の破壊、またはレギュレーター細胞産生の阻害を選択的または非選択的に引き起こす、いかなる因子または治療であってもよい。例えば、CD4+T細胞を特異的に標的とするために、CD4+特異抗体を用いることもできる。しかし、抗増殖薬または放射線はいずれも分裂中の細胞を破壊するが、このような非選択的作用物質を用いることができる場合もある。
前述のとおり、本発明はエフェクター細胞の相対数がレギュレーター細胞よりも前に抗原に応答して増加するとの知見に頼っている。したがって、本明細書において用いられる「エフェクター細胞の活性が著しく低下しない」なる用語は、作用物質投与のタイミングが、作用物質がエフェクター細胞よりもレギュレーター細胞に対して比例的に大きい効果を発揮するようなタイミングであることを意味する。作用物質は、エフェクター細胞への効果に対するレギュレーター細胞への効果の比が最大となる時点で投与することが、明らかに好ましい。
前述のように、一部の急性期炎症マーカーは免疫応答の間に最初に増大する(以後、陽性急性期炎症マーカーと称す)のに対し、他のものは、免疫応答時に最初に低下する(以後、陰性急性期炎症マーカーと称す)。急性期炎症マーカーは当技術分野において、急性期反応物質または急性期タンパク質とも称される。
「HAART」という用語は、少なくとも3種の抗レトロウイルス薬の併用療法を網羅することが意図されており、その各々は治療有効量で対象に投与される。本発明の目的のために、抗レトロウイルス薬は、細胞のレトロウイルス感染症を阻害、軽減、または除去することができるいずれか作用物質を含有している。これらの作用物質の多くは、製造業者の推奨量に従い投与するために市販されている。このような抗レトロウイルス薬は、逆転写酵素インヒビターおよびプロテアーゼインヒビターとして公知の2つのクラス、更にはウイルス侵入のインヒビターである作用物質を含むが、これらに限定されるものではない。これらの作用物質の3種またはそれよりも多い組合せを使用することができるが、好ましいHAARTは、少なくとも1種の逆転写酵素インヒビターおよび少なくとも1種のプロテアーゼインヒビターの治療有効量を、少なくとも1種の追加の抗レトロウイルス剤と組合わせた投与を含む。
本明細書において用いられる「抗原」ポリペプチドとは、レトロウイルスに対して免疫応答を発生することができるエピトープを含む任意のポリペプチド配列である。典型的には、抗原ポリペプチドはほとんどのレトロウイルス分離株において高度に保存されている配列を含む。しかし、有効な免疫応答の可能性を最大にするために、個人が感染している特定のレトロウイルスの特徴を分析し、単離株の配列に合う抗原ポリペプチドを産生することができると考えられる。
ワクチンは一つまたは複数のレトロウイルスポリペプチドから調製することができる。抗原ポリペプチドを含むワクチンの調製は当業者には公知である。典型的には、そのようなワクチンは注射用または経口用として、溶液または懸濁液のいずれかとして調製する。注射または経口で使用する前に溶液または懸濁液とするのに適した固体型も調製することができる。調製物は乳化してもよく、またはリポソーム中に封入されたタンパク質でもよい。抗原ポリペプチドは、薬学的に許容され、活性成分に適合性の担体/賦形剤と混合することも多い。適当な担体/賦形剤は、例えば、水、食塩水、デキストロース、グリセロール、エタノールなど、およびその組み合わせである。
DNAワクチン接種は、対象の組織細胞から抗原を発現するために、抗原をコードするDNAを対象の組織へ直接的にインビボ導入することを要する。そのようなワクチンは本明細書において「DNAワクチン」または「核酸ワクチン」と呼ばれる。DNAワクチンは米国特許第5,939,400号、米国特許第6,110,898号、国際公開公報第95/20660号および国際公開公報第93/19183号に記載されており、その開示は全体が参照として本明細書に組み込まれる。直接注入された、抗原をコードするDNAの保護免疫応答を誘発する能力は、多くの実験系で示されている(例えば、Conryら、1994;Cardosoら、1996;Coxら、1993;Davisら、1993;Sedegahら、1994;Montgomeryら、1993;Ulmerら、1993;Wangら、1993;Xiangら、1994;Yangら、1997参照)。
レトロウイルス抗原ポリペプチドを産生するトランスジェニック植物を、当技術分野において公知の方法を用いて構築することができる。いくつかの植物由来食用ワクチンが、動物およびヒト両方の病原体に対して現在開発中である(HoodおよびJilka、1999)。ウイルス様粒子(VLP)を産生するトランスジェニック植物、または抗原エピトープを示すキメラ植物ウイルスによる経口免疫化からも免疫応答が引き起こされている(Masonら、1996;Modelskaら、1998;Kapustraら、1999;Brennanら、1999)。これらのVLPまたはキメラウイルスの粒子形は、胃における抗原の安定性を増大させ、消化管に取り込むことができる抗原量が効率的に増加する可能性が示唆されている(Masonら、1996、Modelskaら、1998)。
実施例1
本発明を示すために、マウスAIDSモデルを用いた。
感染後の異なる時点で抗有糸分裂剤ビンブラスチン(Vb)を単回投与する処置により、MAIDSの発生/進行が防止できる。図2は、感染後6時間から28日目の範囲での様々な時点でVb 6mg/kgを腹腔内単回投与したことによる、MAIDS発生に対する効果(感染10週後の平均脾重量で表す)を示している。明らかに、Vb処置は感染後6時間または14日目で投与した場合に顕著な治療効果を示し、感染後10週目の時点ではそれぞれ100%(10/10)および74%(20/27)のマウスでMAIDS発生の徴候が全く認められなかった(脾重量、組織検査およびFACS分析による)。同様の保護効果は、感染後6日目に処置したマウスの一部(6/13すなわち46%)で観察された。さらなる実験により、感染後14日目のVb処置後少なくとも12ヶ月間は、100%のマウスでMAIDS発生の徴候が全くないという結果を得た。第14日目での処置後に見られた保護効果ほど明白ではなかったが、MAIDSからの中等度の保護効果がまだ観察された。しかし、感染後2日目および感染後7日目などの多くの他の時点での処置では、MAIDS発生に対する保護効果は得られなかったことに留意することも重要である。ウイルスは抗有糸分裂剤の標的である活発に複製している細胞で複製し、したがってウイルスに感染したいかなる細胞もVbによって死滅し、ウイルスが宿主中で急速に感染を確立することを防止するため、感染後6時間でVbを投与したマウスで見られたMAIDS発生からの完全な保護は意外なことではない。しかし、感染後14日目のVbによる単回処置後に観察された高度の保護効果は、この段階までにウイルス感染は十分に確立されており、初期の疾患過程はすでに進行しているため、全く驚くべきことである。本発明者らは、この高度の治療効果は、Vbが免疫レギュレーター細胞の特定のサブセットを、その増大期の間に標的とし、それによってウイルス感染に対する免疫応答が変更されることによると提唱している。免疫エフェクター細胞の下方制御がレギュレーター細胞を標的とするVb処置によって除去され、それによって免疫系のエフェクター細胞によって、より有効に、おそらくは完全にウイルスが排除される。このことにより、感染後数ヶ月および数ヶ月の治療にわたり、際限のない生存が長期疾患にもたらされる。
2.1. 感染10週後にVb処置を受けたマウスの脾組織検査
感染後14日目にVb処置を受けたマウスならびに感染および非感染対照マウスからの脾臓を秤量し、組織検査を行った。すべてのMAIDS感染マウスの脾臓構造は、以前に報告されている(Hartleyら、1989)とおり、甚だしく崩壊していた。これに対して、Vb処置マウスでは脾重量は正常(0.25g未満)で、その脾臓構造は非感染対照マウスのものと比べて崩壊していなかった(図3)。
感染マウスがMAIDS発生から完全に保護されているか、またはVb処置は単に疾患の発症および進行を遅らせるだけであるかを調べるために、発明者らはマウスを感染後14日目にVbで処置し、感染後20週目まで待ってマウスを検査した。この実験の結果(図4)は、感染後20週目の時点で80%(4/5マウス)がいかなる脾腫からも保護されていたことを示し、第14日目のVb処置方法は高度に有効な作用であることが確認された。
感染後14日目のVb処置によってMAIDSから保護されたマウスが、その後のMAIDSウイルスによる再チャレンジからマウスを保護する免疫応答を生じるかどうかを調べるために、感染後14日目にVb処置を受けたマウス群をVb処置後3週または8週の時点でMAIDSウイルスにより再チャレンジした。マウスはウイルス再チャレンジからは保護されず、20週の時点でMAIDS発症を示す脾腫およびリンパ節症を発症した(図5)。これは、二回目の(未処置の)感染に対する免疫エフェクター応答の結果、レギュレーター細胞集団による優勢な免疫抑制が回復していたと考えられるため、驚く結果ではない。
3.1. 感染14日後のVb処置に続く脾細胞の直接FACS分析
感染後14日目にVb処置を受けたマウスの脾臓から調製したCD4+およびCD8+T細胞のFACS分析を実施した(図6)。CD25+CD4+T細胞も、最近になってマウスの自己免疫疾患および腫瘍免疫学モデルにおいて重要な調節機能を有することが特定された(Takahashiら、1998;Shimizuら、1999)ため、これらの検査も行った。これらの細胞がMAIDSへの免疫応答の調節において重要な役割を果たしている可能性がある。感染後14日目および非感染対照マウスにVb処置を行い、Vb処置後48時間の時点で脾臓を採取した。データの分析により、すべての細胞サブセットがVb処置によって減少していることが明らかにされたが、非感染群の感染群に対する比を比較すると、MAIDS感染マウスのVb処置によって優先的に標的されるのはCD4+T細胞およびCD25+CD4+T細胞であることが示された。
前の実験により、脾臓にある主な免疫細胞サブセット(CD4+およびCD8+細胞)はすべてVb処置の影響を受けることが判明したが、CD4+細胞が優先的に標的とされている可能性があり、これらの細胞のサブセットは感染後14日目でクローン増大している可能性を示している。感染後14日目に行ったVbの単回投与により、増大中のCD4+レギュレーターT細胞の集団が除去され、それによりエフェクター細胞が下方制御から解放され、かつ宿主のMAIDSウイルスが排除されるかどうかを調べるために、図7に示す実験を設計した。
脾臓移入の結果は、感染後14日目の時点で免疫エフェクター細胞が、CD4+であるレギュレーター細胞のクローン増大中の集団と共存しており、Vbはレギュレーター細胞を破壊する能力があるため、治療効果があるという解釈と一致している。したがって、感染後14日目の時点のインビボでのCD4+細胞除去は、Vbの効果を模していると考えられる。実験の流れを図9に示している。5匹のマウス群をMAIDSウイルスに感染させ、次いで感染後14日目にモノクローナル抗体で処置して、宿主のCD4+またはCD8+いずれかのT細胞サブセットを除去した。抗体産生ハイブリドーマ細胞株の上清からモノクローナル抗体を回収し、硫酸アンモニウム沈殿により精製した。インビボでの試験により、適当に濃縮されたモノクローナル抗体調製物を単回投与(腹腔内に0.5mg)し、CD4+細胞の98%減少およびCD8+細胞の95%減少を認めた。
養子移入実験を、CD4+CD25+T細胞は、マウスAIDSモデルにおいてレギュレーター細胞として機能するという仮説を直接検証するように設計した。同じ方法を使用し、レギュレーター細胞はCD4+であることを決定した。T細胞を使用し、CD4+CD25+サブセットが、14日目のビンブラスチン処置の標的であるかどうかを試験した。図11は、本実験の背景となる全体の理論を示している。レギュレーターCD4+CD25+表現型の2.0x106個の細胞を、2種の陽性選択工程を使用するMACSビーズ(Miltenyi Biotec)を用い、ドナー脾の単独の細胞懸濁液から精製した。その後これらの細胞を、非感染(対照)およびMAIDS感染した14日目にビンブラスチン処置したマウスへ移入する前に、純度について、フローサイトメトリー(CD4+CD25+およびCD4+CD25-の両方の画分は、純度>90%である)および生存度についてトリパンブルー色素排除試験を用い試験した。Gavinらの論文(2002)に記されたように、CD4+CD25-細胞も移入させ、レギュレーター細胞は、CD25+画分に存在しないようにし、同じくこれらの推定レギュレーター細胞も増殖しおよび活性化されるので、これらはCD25発現を喪失する可能性がある。
5.1 血清ELISA
感染後最初の3週間のマウス血清中のIL-4およびIL-10の存在に関する定量的ELISAを行った。IL-4およびIL-10は両方とも、レギュレーター細胞の成熟に必要でありおよびレギュレーター細胞により産生されることが明文化されているサイトカインである(Gavinら、2002、McGuirkおよびMills、2002)。簡単に述べると、感染後様々な日時で、血液をマウスの尾部出血により得、高速で遠心し、血清を収集した。その後これらの試料を、サイトカインレベルについてアッセイし、および得られたデータを図13および14に示した。
細胞内フローは、フローサイトメトリーを用い、個々の細胞内に存在するサイトカインのエクスビボレベルを試験するために開発されおよび使用される方法である。この実験において、マウスをMAIDSで感染させ、および脾を感染後4日毎(4、8、12、16、および20日目)に、更には細胞間サイトカイン産生のベースラインレベルを得るために非感染対照の0日目に、摘出した。脾を、単独の細胞懸濁液として調製し、赤血球を溶解し、およびその後WBCを固定し、透過性をあげ、ならびに細胞表面マーカーおよびサイトカインの組合せで染色した。実験の結果は図15に示した。
ELISpotは、単独の細胞レベルでのサイトカイン産生の分析を可能にするELISAベースの技術である。関心のある細胞を、関心のあるサイトカインのモノクローナル抗体で予め被覆した膜を基材とするウェル内でインキュベーションした。このインキュベーション工程は、これらの細胞の刺激を伴っても伴わなくても良い。プレートはインキュベーションの間は動かないので、分泌されたサイトカインは膜基材に結合した抗体により捕獲されるため、細胞の位置に局在化し、その結果サイトカインを分泌する各細胞は、抗体検出後目視可能となる膜上にスポットを残す。この技術は、関心のあるサイトカインを産生する細胞数の定量を、単独の細胞レベルにまでさげることを可能にする。この実験のために、脾WBCを、細胞内フローと同じプロトコールを使用し、感染後0、4、8、12、16、および20日目にマウスから収集した。その後これらの細胞を、刺激せずに、IL-4およびIL-10 ELISpotプレート上で一晩インキュベーションした。その後これらのプレートを発色し、スポットを数えた。IL-4に関する結果を図16におよびIL-10に関する結果を図17に示した。
MAIDSウイルスへの免疫応答を下方制御し、ウイルスを増殖させて疾患をもたらす「レギュレーター」細胞の集団があることを本実施例は示している。感染後適当な時点でレギュレーター細胞を除去することにより、エフェクター細胞(B細胞およびCD8+T細胞など)がより有効にウイルスを排除して、疾患の発生を防止することが可能となる。ウイルス感染と戦うために、エフェクター細胞として作用するCD8+T細胞およびB細胞などの細胞の活性化および/または機能をレギュレーター細胞によって制御することが提唱されている。
HIV感染症に罹患しているヒト対象に、HAARTを少なくとも6ヶ月間施し、その後治療をやめた。ウイルス負荷およびc-反応性タンパク質レベルを、HAARTの期間および終了後に、得られた試料について標準技術を用い決定した。
HIV感染症に罹患しているヒト患者に、レトロウイルス抗原性ポリペプチドを含有するワクチンを投与した。このようなワクチンの例は、Deanehy(2001)およびMooreら(2001)の論文に検証されている。
HIV感染症に罹患しているヒト患者に、標準のHAART治療を施した。HAARTの終了後、この対象のc-反応性タンパク質レベルを、実施例2に概説した方法のように分析した。好ましくは、c-反応性タンパク質レベルを、少なくとも24時間毎に決定した。エフェクター細胞の調節の指標としてのc-反応性タンパク質レベルが低下し始めるおおよその時点において、この対象に、ビンブラスチンを3〜4mg/m2のような標準用量で、静脈内投与する(CasciatoおよびLowitz、1985)。ビンブラスチンは、レギュレーター細胞のような、分裂している細胞を標的とし、これはエフェクター細胞レベルを制御するために、コロニー状に増殖し始める。
Claims (26)
- 哺乳動物対象におけるレトロウイルス感染症の治療法であって、レトロウイルスに対するエフェクター細胞の数を増加および/またはエフェクター細胞を活性化する組成物を対象に投与する段階と、続いてレギュレーター細胞の産生を阻害、レギュレーター細胞の機能を制限、および/またはレギュレーター細胞を破壊する作用物質を対象に投与する段階とを含み、作用物質の投与のタイミングはエフェクター細胞の活性が著しく低下しないように選択され、そして作用物質の投与時期の決定を補助するために、対象における急性期炎症マーカーレベルの変動が用いられる、方法。
- 急性期炎症マーカーが陽性急性期炎症マーカーである、請求項1記載の方法。
- 陽性急性期炎症マーカーがc-反応性タンパク質である、請求項2記載の方法。
- 作用物質が、陽性急性期炎症マーカーのレベルがピークに達しかつ低下し始めるおおよその時点で投与される、請求項2または3記載の方法。
- 作用物質が、組成物の投与後、ウイルス粒子の数が安定または増加し始めるおおよその時点で投与され、対象におけるウイルス粒子レベルの試験は、組成物の投与後、陽性急性期炎症マーカーレベルが増大し始める時点で開始する、請求項2〜4のいずれか一項記載の方法。
- 組成物がレトロウイルス抗原性ポリペプチドを含有する、請求項1〜5のいずれか一項記載の方法。
- レトロウイルス抗原性ポリペプチドおよび薬学的に許容される担体を含有するワクチンの投与により、レトロウイルスの抗原性ポリペプチドが対象に提供される、請求項6記載の方法。
- ワクチンがアジュバントをさらに含有する、請求項7記載の方法。
- レトロウイルス抗原性ポリペプチドをコードするDNAワクチンの投与により、抗原性ポリペプチドが対象に提供される、請求項6記載の方法。
- レトロウイルス抗原性ポリペプチドを発現するトランスジェニック植物の消費により、抗原性ポリペプチドが対象に提供される、請求項6記載の方法。
- 哺乳動物対象におけるレトロウイルス感染症の治療法であって、抗レトロウイルス薬療法に対象を曝す段階と、続いてレギュレーター細胞の産生を阻害、レギュレーター細胞の機能を制限、および/またはレギュレーター細胞を破壊する作用物質を対象に投与する段階とを含み、作用物質は、抗レトロウイルス薬療法が終了し、レトロウイルス数の拡大を得たことでレトロウイルスに対するエフェクター細胞数の増加および/またはエフェクター細胞の活性化がもたらされた後に投与され、作用物質の投与のタイミングはエフェクター細胞の活性が著しく低下しないように選択され、そして作用物質の投与時期の決定を補助するために、対象における急性期炎症マーカーレベルの変動が用いられる、方法。
- 急性期炎症マーカーが陽性急性期炎症マーカーである、請求項11記載の方法。
- 陽性急性期炎症マーカーがc-反応性タンパク質である、請求項12記載の方法。
- 作用物質が、急性期炎症マーカーのレベルがピークに達しかつ低下し始めるおおよその時点で投与される、請求項12または13記載の方法。
- 作用物質が、組成物の投与後、ウイルス粒子の数が安定または増加し始めるおおよその時点で投与され、対象におけるウイルス粒子レベルの試験は、抗ウイルス薬療法の終了後、陽性急性期炎症マーカーレベルが増大し始める時点で開始する、請求項12〜14のいずれか一項記載の方法。
- 抗レトロウイルス薬療法がHAARTである、請求項11〜15のいずれか一項記載の方法。
- レギュレーター細胞の下方制御活性を阻害する、抗増殖薬、放射線照射、および抗体からなる群より作用物質が選択される、請求項1〜16のいずれか一項記載の方法。
- 抗増殖薬が、ビンブラスチンおよびアンヒドロビンブラスチンからなる群より選択される、請求項17記載の方法。
- 抗体が抗CD4+である、請求項17記載の方法。
- レトロウイルスが、HIV-1、HIV-2、HTLV-1、およびHTLV-2からなる群より選択される、請求項1〜19のいずれか一項記載の方法。
- 方法が少なくとも1回繰り返される、請求項1〜20のいずれか一項記載の方法。
- 哺乳動物対象がヒトである、請求項1〜21のいずれか一項記載の方法。
- レトロウイルス感染症を伴う哺乳動物対象に投与するための医薬の製造に関する、レトロウイルスに対するエフェクター細胞の数を増加および/またはエフェクター細胞を活性化する組成物の使用であって、続いてレギュレーター細胞の産生を阻害、レギュレーター細胞の機能を制限、および/またはレギュレーター細胞を破壊する作用物質を対象に投与し、作用物質の投与のタイミングはエフェクター細胞の活性が著しく低下しないように選択され、そして作用物質の投与時期の決定を補助するために、対象における急性期炎症マーカーレベルの変動が用いられる、使用。
- レトロウイルス感染症を伴う哺乳動物対象に投与するための医薬の製造に関する、レギュレーター細胞の産生を阻害、レギュレーター細胞の機能を制限、および/またはレギュレーター細胞を破壊する作用物質の使用であって、レトロウイルスに対するエフェクター細胞の数を増加および/またはエフェクター細胞を活性化する組成物を先に対象に投与し、作用物質の投与のタイミングはエフェクター細胞の活性が著しく低下しないように選択され、そして作用物質の投与時期の決定を補助するために、対象における急性期炎症マーカーレベルの変動が用いられる、使用。
- レトロウイルス感染症を伴う哺乳動物対象に投与するための医薬の製造に関する、抗レトロウイルス薬の使用であって、続いてレギュレーター細胞の産生を阻害、レギュレーター細胞の機能を制限、および/またはレギュレーター細胞を破壊する作用物質を対象に投与し、作用物質の投与のタイミングはエフェクター細胞の活性が著しく低下しないように選択され、そして作用物質の投与時期の決定を補助するために、対象における急性期炎症マーカーレベルの変動が用いられる、使用。
- レトロウイルス感染症を伴う哺乳動物対象に投与するための医薬の製造に関する、レギュレーター細胞の産生を阻害、レギュレーター細胞の機能を制限、および/またはレギュレーター細胞を破壊する作用物質の使用であって、抗レトロウイルス薬を先に対象に投与し、作用物質の投与のタイミングはエフェクター細胞の活性が著しく低下しないように選択され、そして作用物質の投与時期の決定を補助するために、対象における急性期炎症マーカーレベルの変動が用いられる、使用。
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