JPS60152423A - 寄生虫抗原の工業的製造方法 - Google Patents

寄生虫抗原の工業的製造方法

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JPS60152423A
JPS60152423A JP59004933A JP493384A JPS60152423A JP S60152423 A JPS60152423 A JP S60152423A JP 59004933 A JP59004933 A JP 59004933A JP 493384 A JP493384 A JP 493384A JP S60152423 A JPS60152423 A JP S60152423A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、嬬虫(寄生虫)抗原の開発及び工業的製造に
Wlするものである。
たとえば小児麻痺、天然痘、ジ7テリャ、破傷風及び口
蹄疫のような感染病を検知しかつ予防するためのPm:
剤及びワクチンとして抗原を使用することが、人間及び
動物の両者において明らかに示されている。診断剤及び
ワクチンとして使用される大抵の抗原は、培狸された感
染性生物から得られる。感染性生物は試[)骨内又は生
体内において動物又番才組緯;培養物で増殖される。そ
の例は、狛の腎臓細胞において試r)管内で増殖された
ウィルスから得られる小児麻痺抗原である。これら抗原
は、診断剤として文人間のワクチン用として使用される
少量の希釈ウィルスを宿主に接種すれば、特定抗原を有
するこの接種されたウィルスは宿主中で抗体生成を誘発
し、この抗体は将来襲いかかる小児麻痺ウィルスを除別
しかつ撲滅するであろう。
さらに、この小児麻痺ウィルス抗原は、小児麻痺感染の
診断に使用することもできる。宿主が小児麻痺により感
染された場合、幾種かの特異的抗体が体内で誘発され、
これら抗体の存在は感除の証左となる。抗体の検出は、
枠準的な免疫螢光分析法、放射線免疫分析法、酵素結合
分析法、免疫電気泳動法、ヘマグルチニン法及び免疫螢
光分析法により小児麻痺抗原に対するその結合につき分
析することができる。
しかしながら、全てのWS染病に対する抗原を工業的に
生産することは不lJ計である。ト造に対する1つの限
界は、抗原を得るためのh動性生物を多重に生体内又は
試PlPi内で1+!J養し又は生産することができな
いことであった。このことは、特に感染性生物が初雑な
生命サイクルをイfしかつ(又は)2Pi+以上の宿主
からなるワクチンの場合に当てはまる。犬、猫、羊、豚
、馬及び人間&:感染する殆んどの寄生虫病はこの廟」
1ンに入る。
その例は犬、猫、あざらしから人1’iJ (稀れであ
る)に至る広範なm類の生物に感染し得る心糸状虫の蝿
虫症である。しかしながら、一般に寄生虫は犬を宿主と
し、かつ蚊を中r#41宿主として存在する。ワクチン
又は1齢1剤の製造に必髪な抗原を得ることは困難であ
る。何故なら、寄生虫は幾つかの幼虫発育段階を有し、
そのうち1つの幼虫&隅のみが適当な抗原を含有するか
らである。心糸状虫において、この特定段階、すなわち
感染性の幼虫は蚊に存在する。これらの条件下において
、中間宿主(蚊)を捕獲しかつ感染性幼虫を解体するこ
とが、心糸状虫ワクチンの製造に必要な抗原を?V ル
ために必要とされる。エム・エム・ウオング、エム・エ
フ・ゲスト及びエム・ジエー・ラビオビエール(197
4)、ジロフィラリャ・イミチス(Dirofilar
ia 1mm1tis)、ピーグル犬における照射感染
幼虫段階の連合及び免疫性、エキスペリメンタル・パラ
シトロジー、第35巻、第65−74頁参照。同様に、
感染に対する心糸状虫抗体を診ル1するのに必要とされ
る抗原は、感染した犬の心臓に存在する心糸状虫の成虫
から得ねはならない。アール・ニス・デソビッッ及びニ
ス・アール・ウナ(1976)、ジ四フィラリャ・イミ
チスの抗原を用いる向流免疫亀気泳動決によるひと及び
動物のフィシリヤ病における°1体の検出、ジャーナル
・オプ・ヘルミントνジー、第50巻、第53−57頁
;アール・ビー・グリープ、エムミカージョンソン、ア
ール・エッチ・ジャコプソン及びシー・エッチ・レイモ
ンド(1981)、実験的に感染させた犬におけるジロ
フィラリャ・イミチスに対する抗体反応の測定のための
酵素結合免疫吸着分析法、アメリカン・ジャーナル・オ
ブ・ベテリナリー・リサーチ、第42巻、第66−69
頁参照。診断剤(犬の心臓から)及びワクチン(蚊カら
)のための心糸状虫抗原を得るためのこれら原料及び方
法はいずれも工業的には不可能であり、また社会的にも
許容されていない。
容易に培養し得る関連した種類の感染性寄生虫を遺伝学
的に改変させる嬬虫(寄生虫)抗原の製造方法が今回案
出された。この方法は、培養困難な寄生虫の表面抗原を
同定し、次いでこれらの同じ抗原を容易に培養し得る寄
生虫種類で生成させることからなっている。
容易に培養される種類のものは、この種類が培養困難な
寄生虫の免良、学的に同じ抗原品−幾っがを有するまで
、突然変異によって遺伝学的に改変される。これらの遺
伝学的操作により、容易に@養される種類の寄生虫にお
ける興味ある抗原のr@類及び飢が改変される。次いで
、遺伝学的に改変されたmbiから得られた抗原を、1
声1剤及びワクチンの製造に必要な抗原の工業的製造に
使用する。
本発明の原理は、容易に培養される種類の寄生虫の抗原
遺伝子を改変して培養困難な寄生虫の抗原を好ましくは
その場で生成させる。これらの抗原を生成するこれら改
変遺伝子の発現は、抗原遺伝子のクローン化を用いて細
菌又は酵母において生せしめることができ、したがって
これらの同じ抗原を極めて効率的に製造することを可能
にする。
好適具体例においで、心糸状虫感玲に対し本発明を用い
て製造される抗原はジロフィラリア・イミチスによるも
のであり、また代替する関連の寄生虫は自由生活性の雌
雄同体線虫であるカエノルハプジチス・エレガンス(C
asnorhabdi tis@leganll )で
ある。
ジoフイラリア・イミチスの心糸状虫抗原に対す抗体の
生成。
先ず問題とする寄生虫抗原に対し、抗体を生成させねば
ならない。次いで、培養困難な寄生虫抗原を識別しかつ
これに特異的に結合するこれらの抗体を試料として使用
し、対応するを生虫抗原を生成し得る容易に培養される
寄生虫において突然変異体を単離することができる。下
記の例において、心糸状虫の成虫抗原に対する抗体を生
成させ、かつ対応する心糸状虫抗原を有するシニ・エレ
ガンスにおける突然変異体を単ン[シた。シー・エレガ
ンスにつき説明するが、適当と考えられる他の寄生虫は
パナグレラス・レシピウス(pmnagrellasr
ediマiou@)、ツルパトリック・アセチック(T
urbatric acetic )及びシー・プリグ
サエ(C,br1ggs口→である。
心糸状虫で感染した犬から心糸状虫の成虫を単離した。
心糸状虫の成虫を心11i″呪から別出し、rl、15
Mの燐酸塩緩箇液P)(y、 a (PBS )中に懸
濁させた。心糸状虫をホモゲナイズし、そしてこのホモ
ゲナイズ物をPBS1履j当り500μIの蛋白質(涛
潤重叡)の最終濃度まで調整した。次いで、このホモゲ
ナイズ物を同量のフシインド完全アジュバントと混合し
た。この混合物の2 yxl試刺を使用して、心糸状虫
抗原につきうきぎを免疫化した。
実際に免疫化する前に、プレ免疫清面をうさぎから抜取
った。このうさぎに対し、最初の免疫化から25日及び
35日後にホモゲナイズ物と7pインド不完全アジユバ
ントとの同量の混合物2dを接種した。45日目に積極
的に試験出血させた後、血清を集めかつこれを使用して
、免疫化に使用される心糸状虫抗原に対する抗体生成に
つき分析した。
心糸状虫抗原で免疫化したうさぎの血清を、心糸状虫抗
原及びシー・エレガンス抗原に対する抗体活性につき分
析した。好適方法は、結合フルオレシン若しくはp−ダ
ミン山羊−抗うさぎIgGの免疫螢光分析法を用いるこ
とである。たとえば酵素結合、放射線免疫、ヘマグルチ
ニン及び免疫拡散分析法のような他の方法も使用するこ
とができる。犬からの心糸状虫組織の切除物(抗原を含
有する)をPBSで3回洗浄し、次いでうさき抗−心糸
状虫抗体と共に室温にて30分間培養し、次いでこれら
組織をPBSで3回洗浄して1うさぎ抗−心糸状虫抗体
を除去した。欣いで、組織をフルオレシン山羊抗−うさ
ぎIgG抗体と共に培養した。
培1L遊離した山羊抗−うさぎIgG抗体を、心糸状虫
組織をPBSで3回洗浄することにより除去した。特定
の心糸状Φ抗原に結合するうさぎ抗体活性の存在は、螢
光性山羊抗−うさぎIgG抗体の結合及び次いで螢光1
fJ4 ff< Nにおける観察によって示した8赤色
(ローダミン)又は緑色(フルオレシン)。
免疫化したうさぎ血清により生成される抗−心糸状虫抗
体を分析するため、シー・エレガンスの全動物及び組織
をも使用した。抗−心糸吠虫活性に関する螢光分析の結
果をv、1表に要約する。
比較プレ免疫血清は心糸状虫ill mに対しても、或
いはシー・エレガンス組織に対しても活性を示さなかっ
た。これに対し、免疫化したうさぎ血清には心糸状虫組
織に対し抗体活性が示されたが、シー・エレガンスにつ
いては活性が示されなかった。したがって、心糸状虫抗
原に対する抗体の生成は心糸状虫についてのみ特異的で
あり、シー・エレガンスについては特異的でない。特異
的であると、Wわれるこの血清を試料として使用し、本
発明にしたがって心糸状虫抗原に対応する抗原を含有す
るシー・エレガンスの突然変異体を単離した。
第 1 表 1:5 + −−− 1:20 + −−− 1240+ −− 1:80 + −m− 1=IQ + −−− +=荀光活牲 m=活性なし 第 II 表 野性型 −− (シー・エレガンス) 心糸状虫 + − 突然変昇株 VGIづ + − VGI−2+ − VGI−3+ − VGI−4+ − VGI−5+ − VGI−6+ − 第 爾 表 1:5 + + − 1:20 + + − 1:40 + + − 1!80 + + − 1:160.+ + − 笑異 自由生活性の土壌線虫シー・エレガンスが好適である。
何故なら、これらは多バーに容易に培養することができ
、かつ同デ(接合の劣性突然変異体モ生成させ得るから
である。ニス・ブレンナ(1974)カエノルハプジチ
ス・エレガンスの遺伝学、ジェネチツクス、第77巻、
第71〜94頁お照。これは、動物の雌雄同体性、すな
わち自家受精性に基づいている。2つの世代に対する自
家受精の際動物中に導入される突然変異は、同質接合の
突然変異をもたらす。
発胃の第1幼虫段階及び第2幼虫段階におけるシー・エ
レガンスの若い幼虫をムタゲン、すなわちスルホン酸エ
チルメチル(たとえばスルホン酢メチルエタン、アクリ
ジンオレンジ、ニド誼ソグアニジン、とドルキシニトロ
アミンのようなその他の任剰のムタゲンも使用すること
ができる蓼ジエー・ダブリウ・ドレーク及びアール・エ
ッチ・パルツ(1976)、ムタゲネシスの生化学、ア
ニュアル・レビュー・オブ・バイオケミストリー、第4
5巻、第11頁)にさらし、自家受精させて産卵させた
。この突然変異のF、9代を再増殖させ、次いでF2世
代を心糸状虫の特定抗原に対し生成された抗体に結合す
る動物につき選抜した。野性型のシー・エレガンスは、
本発明のうさぎ心糸状虫抗血清で生成された心糸状虫抗
原に苅し生成された抗体に結合しないので(第1表参照
)、上記螢光分析法を用いて心糸状虫抗体に結合した抗
原を有する突然変異体につき肉眼選別を行なった。
野性型(螢光を発しない)でない心糸状虫抗体に結合し
た突然変異体は、赤色(田−ダミン)又は緑色(フルオ
レシン)の螢光色を有した。これらの突然変員動物を取
出してクローン化させた。
この特性につき育種した動物が、心糸状虫の抗原に対応
する抗原を生成するような改変遺伝子を有する突然変異
体であると考えられる。
上記方法を用いて第田表に示したように、本発明によれ
ば、心糸状虫の杭周に相当する改変抗原を有するシー・
エレガンスの突然変異体を生成させることができる。6
種のそれぞれ独立して単離された突然変異体の抗−心糸
状虫血清による抗体結合活性を、第■表において心糸状
虫f+FIFa及び野性型組織と比較する。
第1表は第■表における6槙のうち代表的な突然変異体
の1種に関する他の特徴を示しており、ここで抗体活性
の結合は心糸状虫組織に極めて類似している。
さらに、これらシー・エレガンス突然変異体の1種をう
さきに免疫化・させると、これは免疫反応を誘発するこ
とができ、血清中に生成された抗体は心糸状虫の抗原の
種類に対し結合活性を示した。
したがって、本発明により単離キれた突然変異体は心糸
状虫抗体へ結合する抗原反応を示すだけでなく、心糸状
虫抗原に対する抗体を生成するという免疫反応をも示す
さらに、上記方法を用いて、他の寄生虫、すなわち犬の
腸に感染する十二指腸虫であるアンシpストーマ・カニ
ヌム(Aneylo@toma eaninum )の
杭用と免疫学的に同一である少なくとも幾つかの表面抗
原において改変されているシー・エレガンスの突然変異
体を単離した。
容易1培養され、かつ突然変異を導入して対応する培S
困難な寄生虫抗原までその抗原を改変させ得る種類の寄
生虫を本方法に使用することができる。
概、金的には、シー・エレガンス及び心糸状虫またとえ
ばディー・イミチスを例として用い、上記方法により所
望の寄生虫の抗原を生成させた後、これらを使用して、
寄生虫感染の際に計発される抗体の存在につき広範囲の
診Njr剤を開発することができる。心糸状虫抗原を用
いるこの種の方法は、幾稍かの蛎中感染の診断において
有用であることが示された。デソビッッ及びウナ(上記
)、ヘッジ及びリドシー(1977)、ミクロフィラリ
ャとの免疫螢光反応、1診ml評価、トランズアクショ
ン・オプ・ザ・ロイヤル・ソラニティ・オブ・トロビカ
ルーメジスン・アンド・ハイジエン、第71巻、第60
4〜307頁参照。生成された心糸状虫抗片の場合、シ
ー・エレガンスで単離された突然変異体の1柚、すなわ
ちVGI−2は心糸吠虫感染の診1f7+において有用
であることが判明した。心糸状虫で感染した又は未感染
と診断された犬の血清試t1をVGI−2突然変異体を
用いて分析するとその結果は極めて正確であり、ミク四
フイラリャの存在に基づいて陽性感染きれたと標準フィ
ルタ分析で診断された6匹の犬はさらに免疫螢光分析に
おいてもこの突然変異体で陽性であることが判明した。
これに対し、臨床的に診断された未感染の犬からの血清
における5種の試料は、突然変異体においても陰性であ
ることが判明した。突然変異体抗原による寄生虫感染を
検出するための免疫螢光分析の使用の仲、酵緊結合法、
放射線免疫法、免疫拡散法又はヘマグルチニン法も使用
することができる。ディー・スタイツ(197S)、抗
原及び抗体の実Fi!室的検出方法、ベーシック・アン
ド・クリニカル・イミュ/ロジー、ラング・メジカル・
パブリケーションズ、第281〜315頁参照。
上ルー;方法で生成される抗原は、さらに寄生虫ワクチ
ンを製造するために使用することもできる。
心糸状虫感染の例において、〜染性幼虫から得られる抗
原を心糸状虫芯染に11する天川のワクチンとして使用
しうろことが知られている(エム・エム・ウオング、エ
ム・エフ・ゲスト及びエム・リュー・ラボイヒ・エール
(1974)、ジ鴛フイラリャ・イミチス、ピーグル犬
における照射感染性幼虫段階の連合及び免疫性、エキス
ペリメンタル・パラシトレダー、第35巻、第65〜7
9頁)。
抗体がこれら特定の感染幼虫抗原に対し特異的に生成さ
れ、かつ対応する抗原を有するシー・エレガンスの突然
変異体が単離される限り、これらの突然変異体を使用し
て心糸状虫ワクチンの製造に必要な免疫抗原を@導する
ことができる。次いで、生成されたワクチンをたとえば
緩衝塩水中に懸濁させ、次いでこれを動物における皮下
注射又は筋肉内注射で使用して、心糸状虫感染に対する
免疫を与えることができる。ダブリュー・リュー・ヘル
ベル)(197B)、免疫学に対する実験動物技術、ハ
ンドブック・オプ・エキスベリメンタル・イミュノロジ
ー、第1巻、イミュノ・ケミストリー、第3版、ディー
・エム・ウニイヤー粍■集、ブラックウェル・サイエン
チフィツク出版社、オックスフォード、四ンドン参照。
本方法の基本的原理は、培養容易な近較押類の寄生虫の
Wl伝子を改変させて、培養困難な寄生虫の抗原を生成
させることである。上記具体例において、抗原の生成の
概念はその場における容易に培養される寄生虫のill
釦である。この概念はたとえば細菌、酵母又はその他の
微生物のような、所望の抗原をより効率的かつ生産的な
収率で生成しうる他の生物において抗原を発現すること
に敵情することができる。抗原遺伝子の単離及び遺伝ベ
クターを有する細菌中へのその挿入を使用することがで
きる。たとえばシー・エレガンスにおける遺伝子を、先
ずプロテナーゼに一8DS法を用いて動物の核酸を単離
することにより分離できる(ニス・エモンス、エム・ア
ール・クラス及ヒティー・ヒルシ(1979)、カエノ
ルハプジチス・エレガンス線虫の発育及び発生の際のD
NA配列の分析、プロシーディング・オプ・ザ・ナショ
ナル・アカデミ−・オプ・サイエンス、第76巻、1l
s1555〜1357頁)。
エタノール沈澱及びオリゴ(dT)セルレースへの結合
′によりポリA(RNA)を分離した(アリプ及びレダ
ー(1972)、オリゴチミジル敞セルロース上でのり
シマトゲラフイーによる生物学上活性なグルビンメツセ
ンジャーRNAの精製、プロシーディング・オプ・ザ・
ナショナル・アカデミ−・オプ・サイエンス、第69巻
、第14081412頁)。オリゴ(dT)セルリース
への側斜結合が、抗原遺伝子生成物を暗号化するポリA
(RNA)を精製するために使用きれる。ポリA(RN
A)は抗原遺伝子を暗号化するDNAにのみヒブリド化
するので、このポリA(RNA)を使用して、問題とす
る抗原遺伝子を暗号化するシー・エレガンスの組換ポリ
A(DNA)分子を選択することができる。
次いで、この組換DNA分子を、たとえばプラスミド又
はバクテリオファージのような各種の遺伝子ベクタを有
する細菌又は酵母中へ挿入して抗原遺伝子及び問題とす
る生成物を発現することができ、この場合アール・ダプ
リュ・デービス、ディー・ホトスタイン及びジェー・ア
ール・ロス(1980)により記&12された基礎技袷
を使用する(遺伝子工学のマニュアル、アドバンスト・
バクチリアル・ジエネテイツクス、コールド・スプリン
グ・ハーバ−・ラバラトリー出版、コールド・スプリン
グ・バーバー−ニューヨーク参照)。
天然寄生虫により主成された抗原が、遺伝学的突然変異
によりシー・エレガンスから生成されるものよりも強力
かつ特異的となる可能性−がある。
したがって、天然&:i゛培養困難な寄生虫遺伝子をそ
の抗原につき微生物においてクローン化することが有利
である。上記のクローン化法を使用する場合、これは達
成不可能ではないが極めて困郵である。これは、間顧と
するポリA(RNA)を単離するのに入手し得る寄生虫
組織の量が制約されているためである。ボIJA(RN
A)は、抗原を発現する組織にのみ存在する。心糸状虫
の感染性幼虫における抗原に対応するポリA(RNA)
の場合、組織は寄生中を有する捕獲した蚊から別出した
幼虫動物から得ねばならない。抗原に対応する充分なポ
リA(RNA)を単離するのに必要な感染性幼虫組織の
入手は限られているので、ポリA(RNA)を単真[[
する問題は不可能でないまでも極めて困鼾である。しか
しながら、問題とするこれら抗原に対応するシー・エレ
ガンス突然変異体から単X=されたポリA(RNA)を
使用すれは、心糸状虫DNAのヒプリド化を介して心糸
状虫の感染性幼虫抗原に対応する組換DNAJ伝子を早
期〒することができる。心糸状虫DNAの入手性は制限
されない。何故なら、全組線;が全遡伝子を含有するD
NAを有しかつ心糸状虫の成虫から多1の組枠を得るこ
とができるからである。
−・、 同 倉 わ5 Il’j・)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (,11寄生虫の抗原を同定し、 寄生虫に関する生物を突然変異体が影成されるまで遺伝
    的に改変し、前記突然変異体は寄生虫の抗原と同じ免疫
    学的特性を有する抗原を特徴とし、前記突然変異体を培
    養し、かつ 突然変異体を回収して、前記寄生虫により引起こされる
    感染を検出及び予防するための1611j、剤若しくは
    ワクチンとして使用するため抗原を*離することを特徴
    とする寄生虫抗原のa造方決。 (2) 寄生虫が嬬虫である特許請求の範囲第1項記載
    の方法。 (3)寄生虫が吸虫類、条虫類及び線虫弊1よりなる群
    から選択される特許請求の範i!lJ第1項記載の方法
    。 (4) 関連する生物が慣虫である特許請求の範囲第1
    項又は第3項記載の方法。 (5)1達する生物が吸虫類、条虫類及び線虫類よ°り
    なる群から選択される特許請求の範囲第4項記載の方法
    。 (61I!l達する生物が線虫である特許請求の範囲第
    5項記載の方法。 (7)関連する生物がシー・エレガンス、ピー・レシピ
    ウス、ティー・ア七チック及びシー・プリグサエよりな
    る群から選択される特許請求の範囲第1項記載の方法。 (8)寄生虫がディー・イミチスである特許請求の範囲
    第1項又は#l¥7項−it’、載の方法。 (9)寄生虫がニー・カニヌムである特許請求の範囲第
    1項又は第7項記載の方法。 H寄生虫の抗原と同じ免疫学的特性を有する突然変異体
    を、寄生虫抗原で免疫化された宿主により生成される抗
    体に対し結合する突然変異体を選択することによって同
    定する1稈を含む特許請求の範囲第1項記載の方法。 01) 同定された突然変異体を取出し、このように取
    出された突然変異体をクローン化する工程を含む特許請
    求の範囲第10項記載の方法。 θ2 近縁生物の瑣伝学的改変が、 関連する生物の核酸を単乱し、 ポリA(RNA)を分離し、次いで 近緑生物の組換ポリA(DNA)分子を選択し、所望の
    抗原遺伝子を暗号化し、 組換DNA分子を支持培養物へ挿入して抗原遺伝子を発
    現させ、改いて これを回収する 工程を含む判許梢求の範囲第1項記載の方法。 03) 近縁生物の池伝学的改銑が、 関連する生物の核酸を単険し、 このH1連生物のポリA(RNA)を分陰し、吹いて 寄生虫の組換ポリA(DNA)分子を爪択し、所望の抗
    原遺伝子を暗号化し、 組換DNA分子を支持培狼物中へ挿入して抗原菫伝子を
    発現させ、次いで これを回収する 工程を含む特許請求の範囲第1甲記載の方法。 a4) 感染宿主の血清を、生物学的上許容し得るキャ
    リヤ′と寄生虫の関連生物の突然変異体から生成される
    抗原とからなる組成物によって分析し、前記抗原は寄生
    虫の抗原と免疫学上同一であることを特徴とする、寄生
    虫感染の際に誘発される抗体の存在を決定する方決。 (I51 生物学上許容し得るキャリヤと特許請求の範
    囲vS1項記載の突然変異体の有効…とからなる組成物
    。 00 組成物が診断剤である特許請求の範囲第15項記
    載の組成物。 (17) 組成物がワクチンである特許請求の範囲第1
    5手記載の組成物。
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