JP2750557B2 - 豚ミステリー病に関連するウイルス性因子 - Google Patents

豚ミステリー病に関連するウイルス性因子

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】〔背景〕最近、群れの繁殖に重大な損失を
引き起こす、明らかに新しい豚の疾患が、合衆国におい
て及びカナダのある地域において出現している(Keffab
er,K.K., "Reproductive Failure of Unknown Etiolog
y", American Association of Swine Practitioners Ne
wsletter, 1:109(1989). )。類似の疾患が、ドイツの
ある地域、オランダ、並びに英国及びスペインにおいて
も報告されている(Wensvoort, G. et al., "Blue Ear
Disease of Pigs", Vet. Rec., 128:574(1991).)。
【0002】この疾患の最も顕著な臨床的症状は、健康
そうに見えその後まともに育たず又は呼吸障害、中枢神
経系症状を発現しそして死亡するいくらかの子豚と共
に、死んだ又は病弱な子豚を生むことである。罹患した
群れのあるものでは、全子豚の75%までが失われ得
る。この疾患の経済的帰結は、従って、破壊的である。
それは、「豚ミステリー病」("mystery swine diseas
e") 、豚不育症及び呼吸器症候群(SIRS)、「青耳
病」("blue ear disease")、及び豚繁殖及び呼吸器症候
群と呼ばれてきた。
【0003】SIRSは、繁殖不全、呼吸器疾患、並び
に、食欲不良、発熱、呼吸困難及び軽い神経学的兆候を
含む種々の臨床的兆候によって特徴づけられる、明らか
に感染性疾患である。この疾患は、あらゆるタイプの養
豚施設を冒しており、今日の養豚業に悪影響を与える最
もコストのかかる疾患に含まれよう(Polson, D.P. et
al., "Financial Implications of Mystery Swine Dise
ase", Proceedings, Livestock Conservation Institut
e, Denver, CO (October 6, 1990).) 。
【0004】雌豚の感染は気付かれないか、又は、1乃
至2、3日続く損なわれた全身状態によって明らかとな
ろう。例えば、雌豚は、食欲をなくし、正常より高い又
は低い体温を示すであろう。出産相において、疾患の兆
候は、抑鬱、嗜眠、発熱、時折の嘔吐、流産、死産及び
/又はミイラ化した胎仔の出産を含む。最も頻繁な臨床
的兆候は、死産の豚数の劇的増加である。死産の数は、
感染した群れにおける全ての出産の20%乃至30%に
達し得る。死産として出産された胎仔の多くは軟化して
おり、死後24乃至48時間を経過しているように見え
るであろう。
【0005】上述のように、SIRSの主要な構成要素
は、未熟仔出産、後期流産、生まれつき弱い豚、増加す
る死産、ミイラ化した胎仔、低下した出産率及び発情期
の復帰の遅れとして明らかとなる繁殖不全である。その
ような臨床症状は、典型的には、群れにおいて4乃至1
6週、又はより長く、観察されるであろう。日焼け様の
褐色の皮膚変色及び死後自己融解によって明らかである
ように、感染した一腹の胎仔中の死産胎仔は、しばしば
ミイラ化の初期段階にある。胎仔の頭骨のドーム形の奇
形が時折みられる。
【0006】呼吸器疾患の臨床的兆候は、3週齢未満の
子豚においては最も顕著であるが、感染した群れの全て
の週齢の豚に起こることが報告されている。罹患した子
豚の成長は遅く、粗い体毛、呼吸困難(「サンピング」
("thumping")) 及び高い死亡率(離乳前死亡率が約8
0%にのぼる)を有する。
【0007】SIRSに罹患した豚の全体的な及び顕微
鏡的病変についての予備的研究における知見は、顕微鏡
的肺病変がこの疾患の重要な臨床的特徴であることを示
唆している。顕著な呼吸器兆候にも拘わらず、細菌の二
次感染による合併症のない肺は、全体的に正常か、又
は、肺表面の軽い散在性の日焼け様の褐色の変色を有す
るかのいずれかである。SIRSに罹患した子豚の肺組
織の顕微鏡的検査は、しかしながら、間質性肺炎の特徴
的なパターンを明らかにしている(Collins, J.E. et a
l. "Respiratory Disease in a Swine Herd Experienci
ng a Reporductive Failure Syndrome", Proceedings,
Minnesota Swine Conference for Veterinarians, p. 2
54, St. Paul, MN (September 10-18, 1990).)。
【0008】SIRS又は「豚ミステリー病」の発生
は、合衆国に拡がっており、少なくとも11の州におい
て報告されている。刊行された文献に報告されていると
ころによれば、研究されている主要な原因因子は、脳心
筋炎ウイルス(EMC)、豚インフルエンザウイルス
(SIV)、マイコトキシン及びクラミジアを含む。
【0009】〔本発明〕SIRS感染群の子豚から得た
組織ホモジネートは、ノトバイオートの子豚と妊娠雌豚
に経鼻的に接種したとき、一貫してSIRSの呼吸器及
び繁殖形態を再現した。濾過した又は濾過しない(0.
45、0.22又は0.1μm)接種物で接種されたノ
トバイオート子豚は、食欲不良におちいり、SIRS罹
患群に見られる病変に類似の顕微鏡的肺病変を発現し
た。同じ接種物はまた、SIRS感染群にみられるのと
同一の繁殖上の効果を引き起こした。その組織ホモジネ
ートからウイルス性因子が回収された。このウイルス性
因子は、子豚及び妊娠した雌豚にSIRS類似の疾患を
引き起こすものである。このウイルス性因子の寄託は、
1991年7月18日に、受託番号ATCC−VR23
32のもとに、American Type Culture Collection, Ro
ckville, Maryland になされた。このウイルス性因子
は、気難しい、非血液凝集性のエンベロープを有するR
NAウイルスである。
【0010】A.単離 SIRS感染群の感染子豚から得た肺組織、及び、脳−
脾臓−肝臓−腎臓を合わせた組織を、別々にホモジナイ
ズした。各ホモジネートを、約100μg/mLのゲン
タマイシンを含む改良イーグル培地(MEM)と混合し
た。両サンプルを約4000×gで約25分間遠心し
た。上澄を次いで取り除き、0.45μmのフィルター
を通して濾過した。組織及び肺ホモジネートを次いで合
わせ、この合わせた材料を、種々の組織培養瓶を感染さ
せるのに使用した。
【0011】75cm2 のプラスチック瓶を用いて2つ
の試験を行った。試験番号1においては、合わせた材料
は2つの瓶の、以下に掲げた各細胞株の完全な細胞シー
トに接種した。更に、各細胞株の瓶の1つに、約2.5
mgのトリプシンを加えた。他の条件は全て、各瓶の細
胞株につき同一であった。血清は培地には含まれなかっ
た。接種量は約1mLとした。全ての瓶を、約7日間約
34℃に保った。約7日の終りに、結果を記録した。凍
結しそして解凍した後、同じ細胞株中における第2の継
代接種のためにサンプルをとった。残った材料は凍結
し、約−60℃にて貯蔵した。
【0012】試験番号2においては、合わせた材料は、
試験番号1において使用したのと同じ細胞株を含有する
瓶に接種した。しかしながら、接種時に細胞シートは2
0乃至40%のコンフルエントに過ぎなかった。培地は
約10%の胎仔牛血清を含んでいた。やはり接種量は約
1mLとし、培養物は約34℃にて約7日間インキュベ
ートした。試験番号1及び試験番号2の両試験の結果を
以下にまとめる。
【0013】
【表1】
【0014】試験番号1では、評価した細胞株のいずれ
においても、細胞病理的作用は観察されなかった。試験
番号2では、しかしながら、MA−104細胞の小さい
塊が膨らんで、瓶の縁の周りの単一細胞層に「弱い穴」
を形成し始めた。液体を瓶から分離し、MA−104細
胞の新しい瓶(やはり20乃至40%細胞シート)に継
代接種し、次いでその後3回目の継代接種を行った。細
胞病理的作用(CPE)は、各継代接種と共に強くなっ
た。上記の手順を完全な細胞シートを用いてMA−10
4細胞株で繰り返した。CPEも観察された。更なる試
験はまた、ウイルス性因子が約37℃においても増殖す
るであろうことをも実証した。血清の存在は、ウイルス
性因子の最初の単離にとって役立つであろう。MA−1
04細胞株におけるウイルス性因子の以降の継代培養
は、血清の存在なしにCPEを発現するであろう。しか
しながら、より顕著なCPEは、MA−104細胞株に
ついて増殖培地中で血清を使用した場合に観察される。
【0015】ウイルス性因子が、約56℃で約50分間
の加熱に対して部分的に抵抗性であるということもまた
判定された。そのような熱処理の結果として、ウイルス
のタイターは約3対数(103 )だけ減少した。ウイル
ス性因子は、MA−104細胞株にて8回継代接種し、
5番目の継代接種以降は、3日で良好なCPEを発現し
た。得られたタイターは約5.5 対数(105.5 )であ
る。ウイルス性因子は、追加のサルの細胞株においても
増殖するであろう。従って、SIRSウイルスATCC
−VR2332又はその突然変異体を、増殖条件、増殖
培地等の修正によって他の細胞株上に増殖させること
は、当業者の技術の範囲内であろう。
【0016】B.IN VIVO 試験 3番目の継代接種の収穫物を、2頭の3日齢のノトバイ
オート子豚に接種するのに使用した。両方の子豚は、一
方は1mL、他方は2mLで経鼻的に暴露された。子豚
を7日間観察し、次いで安楽死させた。
【0017】組織病理のため及びウイルス性因子の回収
のために、組織サンプルを収集した。組織病理学報告
は、感染させた子豚の肺病変がSIRSを有することの
知られている子豚から得た肺病変と同一であることを確
認した。組織サンプルは前記と同様に処理し、次いでM
A−104細胞株の20乃至40%及び100%単層上
にて胎仔牛血清を加えて培養した。ウイルス性因子が再
び回収された。
【0018】3番目の継代接種の収穫物はまた、疾患の
繁殖上の効果が再現され確認されることを確かめるため
に、雌豚に接種するのにも使用した。2頭の経産雌豚
に、妊娠の約93日目に経鼻的に接種した。雌豚は、5
0%の死産(死産/生存:8/13及び6/14)を伴
う子を妊娠のそれぞれ112日目及び114日目に産ん
だ。死産の子豚のうち7頭は部分的にミイラ化してお
り、生きて産まれた子豚は弱く、活発に乳を飲めなかっ
た。死産の子豚の組織からは、ウイルス性因子が回収さ
れた。
【0019】ウイルス性因子は、SIRSを有すること
の知られている3つの群れから回収された。これらの同
じ群れにおいて、ATCC−VR2332因子に対する
抗体タイターが同定された。臨床的兆候、すなわちヨー
ロッパ豚において耳、尾及び乳房の皮膚チアノーゼにお
いていくらかの違いはあるが、北アメリカ及びヨーロッ
パの疾患は同じウイルスによって起こっているというの
が一般的な見解である。
【0020】C.ウイルスの特徴 ATCC−VR2332は、一貫してノトバイオート動
物に臨床兆候及び肺病変を引き起し、ImF陰性の結果
は、そのウイルスが現行のTogaviridae の属のウイルス
に抗原的に類似するグループ抗原を有しないことを示し
ている。従って、ATCC−VR2332ウイルスは、
Togaviridae の未確認の属の1つであろう。ATCC−
VR2332ウイルスはまた、豚の既知の病原でもな
い。なぜなら、豚の数種の一般的なウイルス性病原に対
する特異的抗血清が、ウイルスを中和することも、感染
細胞中の抗原を検出することもできなかったからであ
る。
【0021】ATCC−VR2332は、気難しい、非
血液凝集性のエンベロープを有するRNAウイルスであ
る。ATCC−VR2332ウイルス連続的細胞株、特
にMA−104及び他のサルの細胞株において増殖す
る。ATCC−VR2332ウイルスは、市販の細胞株
MA−104上で高いタイターにまで(107 TCID
50/1mL)増殖する。
【0022】ATCC−VR2332ウイルスは、クロ
ロホルムによる処理後は感染性を喪失することによって
示されるように、脂質のエンベロープを含む。脂質のエ
ンベロープはまた、空虚な粒子を取り囲む半透明の電子
リングとして視覚化することもできる。SIRSウイル
スの形態学は、直接電子顕微鏡法(DEM)によっては
識別できず、細胞残滓を含有する標本中で同定すること
は極度に困難であろう。ATCC−VR2332ビリオ
ンは、CsCl勾配中で精製し、続いて、抗ATCC−
VR2332高免疫血清と金抱合体でビリオンを免疫−
金標識した後に同定することができよう。CsCl勾配
中のATCC−VR2332ビリオンのブイヨン密度は
1.18乃至1.19g/mLである。ショ糖勾配は一
貫してウイルスタイターの損失をもたらすものであるた
め、精製のための適当な勾配としては捨てられた。
【0023】勾配精製したATCC−VR2332粒子
の形態学及び62nmの平均直径は、馬の動脈炎及び乳
酸デヒドロゲナーゼウイルスビリオンに非常に近似して
いる。馬の動脈炎のウイルスは、報告されたサイズ範囲
50乃至73nmを有し、ATCC−VR2332ウイ
ルスの48乃至84nmのサイズと近似している。AT
CC−VR2332の数個の粒子中に30乃至35nm
のコアが観察されたが、それらのコアは、馬動脈炎ウイ
ルスにつき記述されたヌクレオカプシドのコアに近似し
ている。このように、形態学的には、ATCC−VR2
332は、動脈炎ウイルス群に最も密接に近似してい
る。
【0024】ATCC−VR2332のRNAゲノムの
存在は、DNAウイルスと、RNAウイルスのうち一群
(Retroviridae) の増殖を阻害するが、他のRNAウイ
ルスの増殖は阻害しないことが知られている5−ブロモ
−2−デオキシウリジン及びマイトマイシンCの存在下
に複製を続けるこのウイルスの能力によって確認され
た。しかしながら、ATCC−VR2332ウイルスの
RNAウイルスとしての暫定的な位置づけは、ImFに
よって検出される抗原の存在によって示されるように、
このウイルスが細胞の細胞質中で複製するという観察と
一致する。更に、DNA依存性のRNA複製に干渉する
アクチノマイシンDは、ATCC−VR2332ウイル
スの複製には何ら影響を与えない。これらの結果は、A
TCC−VR2332ウイルスが複製のために核の機能
を要求必要としないことを示している。
【0025】ATCC−VR2332ウイルスは37℃
及び56℃において熱に不安定であるが、4℃及び−7
0℃では長期間比較的安定である。このウイルスの37
℃における熱不安定性は、このウイルスが温かい環境中
では比較的不安定であることを示唆するものであろう。
37℃より低い温度における増殖がATCC−VR23
32ウイルスの一層高い収率を生み出すであろうという
ことは、このウイルスの増殖のために実際的に適用でき
るものでもある。冷蔵は、ウイルスの単離のために診断
用標本を短期間保存するのに十分であろうが、そうでな
いときはサンプルは冷凍保存すべきである。
【0026】要するに、サイズ、形態学、RNAゲノム
の存在、及び他の生物学的性質が、ATCC−VR23
32ウイルスを暫定的にTogaviridae の群に分類してい
る。しかしながら、ATCC−VR2332は、この群
の既知の属に明らかに帰属させることはできない。形態
的にはATCC−VR2332ウイルスは、動脈炎ウイ
ルスに密接に近似しているが、本ウイルスは、RNA及
び蛋白構造に関する追加の情報が入手できるまでは明確
な属に帰属すべきでない。
【0027】D.修正された生ワクチン調製物 修正されたすなわち弱毒化ATCC−VR2332生ワ
クチンを用いてワクチン調製物が処方され、その調製物
は豚を感染から成功裏に免疫した。SIRSウイルスA
TCC−VR2332は、MA−104連続細胞株中で
増殖させた。細胞株は、10%胎仔牛血清を添加したM
EMを含むフラスコ中で増殖させた。培地のpHは7.
2に調整し、約37℃にてインキュベートした。液体培
地に約1mLの冷凍接種物を添加することにより、細胞
にウイルスを接種した。ウイルスは、細胞上に24時間
吸着させた。このとき、増殖培地は、4%胎仔牛血清を
添加したpH7.6のMEMよりなる維持培地に取り換
えた。環境は35乃至37℃とした。ウイルスは、ウイ
ルスによってMA−104細胞シートの50%が破壊さ
れるまで、増殖させた。サンプルを次いで凍結し、他の
MA−104細胞のフラスコへの継代接種のために調製
した。このプロセスは、細胞株へのウイルスの25回の
継代接種を通して連続された。ウイルスは次いで、35
乃至37℃ではなく約31℃にて、上記と同じ技術を用
いて、更に12回増殖させた。この12番目の継代接種
物を少量ずつ凍結し、マスター種ウイルスと名付けた。
【0028】
【実施例】
〔弱毒ATCC−VR2332の調製〕 I. 培地: a.JRH Biosciences からのイーグル最少必須培地(M
EM), #200-2041 b.JRH Biosciences からの胎仔牛血清 c.細胞を播くための増殖培地: MEM+10%胎仔
牛血清 d.維持培地: 4%胎仔牛血清添加MEM e.トリプシン−ベルセン(Versene )IX f.5%又は飽和炭酸水素ナトリウム
【0029】II. 組織培養: 使用細胞株: MA−104 (アフリカ緑ザル腎臓細
胞:20の継代接種レベル内(58乃至78継代接種)
に維持)。
【0030】III. 装置: 75cm2 組織培養フラスコ 35乃至37℃に設定したインキュベーター 31℃に設定したインキュベーター 遠心機
【0031】IV. 35乃至37℃で増殖させたSIR
S VR−2332ウイルスを弱毒化するのに使用した
方法 A. 組織培養貯蔵物の調製: 1. 5乃至7日を経たMA−104の75cm2 貯蔵
瓶を、次の仕方で1:4に分ける。 a.全ての培地を注ぎ出す(50mL/瓶) b.トリプシン−ベルセン(Versene)10mLを用いて
37℃にて5乃至10分間インキュベーションすること
により、細胞シートを除去する。 c.瓶から細胞を取り出し、270×gにて5乃至10
分間遠心する。 d.上澄を傾捨し、細胞を5乃至10mLの増殖培地
(10%胎仔牛血清添加MEM)に再懸濁する。 e.全ての細胞を200mLの10%胎仔牛血清添加M
EM中に入れ、次いで4つの75cm瓶に、各瓶50m
Lずつ、1:4に分割して配付する。各瓶を次いで35
乃至37℃にて必要時まで維持する(CO2 なしでも行
なえる)。 f.完全な細胞シートを形成した3又は4日を経た瓶
が、今や使用準備完了である。 g.フラスコ中の50mLの培地のpHを7.2に調整
し、次いで培地に1mLのSIRSウイルスを加え、そ
してフラスコを35乃至37℃とした(CO2 なしでも
行なえる)。 h.24時間後、培地を傾捨し、フラスコに50mLの
pH7.6の4%胎仔牛血清添加MEMを加え直し、3
5乃至37℃に戻す。 i.この液体交換の24時間後、細胞病理的作用が見ら
れるであろう。そして50乃至60%の穴が細胞シート
に存在するに至ったとき、凍結する。 j.上記瓶を解凍し、この液体の1mLをとり、上記の
ように新たな75cm瓶中に移し、SIRSウイルスの
次の継代接種を行う。
【0032】この上記の手順は、計25回行われ、すな
わちSIRS VR−2332は25回継代接種し、3
5乃至37℃にて増殖させた。
【0033】V. 31℃で増殖させてSIRS VR
−2332ウイルスを弱毒化するのに使用した方法(3
5乃至37℃にて25回継代接種したVR−2332
SIRSウイルスが、31℃で増殖させて第1継代接種
SIRS VR−2332ウイルスを作るために用いら
れているということに注意することは重要である。) A. 組織培養貯蔵物の調製: 1. 5乃至7日を経たMA−104の75cm2 貯蔵
瓶を、次の仕方で1:4に分ける。 a.全ての培地を注ぎ出す(50mL/瓶) b.トリプシン−ベルセン(Versene)10mLを用いて
37℃にて5乃至10分間インキュベーションすること
により、細胞シートを除去する。 c.瓶から細胞を取り出し、270×gにて5乃至10
分間遠心する。 d.上澄を傾捨し、細胞を5乃至10mLの成育培地
(10%胎仔牛血清添加MEM)に再懸濁する。 e.全ての細胞を200mLの10%胎仔牛血清添加M
EM中に入れ、次いで4つの75cm瓶に、各瓶50m
Lずつ、1:4に分割して配付する。各瓶を次いで35
乃至37℃にて必要時まで維持する(CO2 なしでも行
なえる)。 f.完全な細胞シートを形成した3又は4日を経た瓶
が、今や使用準備完了である。 g.フラスコ中の50mLの培地のpHを7.2に調整
し、次いで培地に1mLのSIRSウイルスを加え、そ
してフラスコを31℃とした(CO2 なしでも行なえ
る)。 h.24時間後、培地を傾捨し、フラスコに50mLの
pH7.6の4%胎仔牛血清添加MEMを加え直し、3
1℃に戻す。 i.この液体交換の24時間後、細胞病理的作用が見ら
れるであろう。そして50乃至60%の穴が細胞シート
に存在するに至ったとき、凍結する。 j.上記瓶を解凍し、この液体の1mLをとり、SIR
S VR−2332ウイルスの次の継代接種を行う。
【0034】この上記の手順は、31℃にて計12回行
われる。31℃における12番目の継代接種ウイルス
を、ワクチン製造用マスター種ウイルスと名付ける。。
【0035】1mL当たりのタイター約104.5 乃至1
5.5 TCID50の低温適合ウイルス、すなわちマスタ
ー種ウイルスを、コンベンショナルの豚に経鼻的及び筋
肉内に投与した。対照としては、薬剤学的担体をコンベ
ンショナルの豚に経鼻的及び筋肉内に投与した。弱毒化
ウイルスでワクチン接種した豚は、ATCC−VR23
32(タイター:104.2 TCID50/mL)でチャレ
ンジした後も、SIRSの症状を何ら発現しなかった
が、対照豚はSIRSの症状を発現した。低温適合ウイ
ルスは、いかなる適合性の慣用の薬剤学的担体にも加え
ることができる。更に、ワクチン調製物は経鼻的及び筋
肉内に投与したが、他の投与経路も可能であり意図され
ている。
【0036】当業者には明らかなように、増殖条件、S
IRSウイルスATCC−VR2332の弱毒化の方
法、ワクチン処方の調製その他についての種々の修正
は、直ちに行うことができる。そして、そのような修正
の全ては、本発明者によって意図されている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ルイス、エル、ハリス アメリカ合衆国 ミズリー州 64506、 セントジョセフ、タングルウッドドライ ブ 402

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】豚不育症及び呼吸器症候群ウイルスすなわ
    ちATCC−VR2332及びその全ての動物病原性突
    然変異体の、豚に不育症及び呼吸器疾患を起こすことの
    できる生物学的に純粋な培養物。
  2. 【請求項2】血清の存在下に適当な増殖培地中でサルの
    細胞の完全な又は部分的なシート上に当該ウイルスを接
    種し、そして該接種した細胞シートを約34℃乃至約3
    7℃にて細胞病理的作用が観察されるまでインキュベー
    トすることよりなる、豚不育症及び呼吸器症候群ウイル
    スすなわちATCC−VR2332を増殖させそして単
    離する方法。
  3. 【請求項3】該サルの細胞がMA−104である、請求
    項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】当該ウイルスを約35乃至約37℃にてサ
    ルの細胞株に継代接種し、次いで得られたウイルスを約
    31℃にてサルの細胞株に継代接種することよりなる、
    豚不育症及び呼吸器症候群ウイルスすなわちATCC−
    VR2332を弱毒化する方法。
  5. 【請求項5】当該ウイルスをpH約7.6にて血清の存
    在下、二酸化炭素を使用することなく約35乃至約37
    ℃にて維持培地上のサルの細胞株に約25回継代接種
    し、次いで得られたウイルスをpH約7.6にて血清の
    存在下、約31℃にて維持培地上のサルの細胞株に約1
    2回継代接種することよりなる、豚不育症及び呼吸器症
    候群ウイルスすなわちATCC−VR2332を弱毒化
    する方法。
  6. 【請求項6】該サルの細胞株がMA−104である、請
    求項4又は5に記載の方法。
  7. 【請求項7】該継代接種が二酸化炭素なしに行われるも
    のである、請求項6に記載の方法。
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