JP4484375B2 - 異常細胞検出方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフローサイトメトリによる異常細胞の検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に白血病などの血液における腫瘍化の診断は、細胞表面に出現する抗原（表面マーカー）の測定や腫瘍化を特定する遺伝子の同定、顕微鏡観察による形態学的判定などを組み合わせて行われる。例えば、ＡＴＬ（成人Ｔ細胞白血病）症例において血液中の腫瘍化細胞を検出するには、色素で標識したモノクローナル抗体を使用して疾患特異的に出現する表面抗原を検出する方法や特定の原因遺伝子（ＨＴＬＶ−Ｉ遺伝子）を検出する方法などがある。
【０００３】
近年、フローサイトメータの普及により、色素で標識したモノクローナル抗体を用いて、リンパ球などの細胞表面マーカーの測定が頻繁に行われている。この方法は、測定結果が得られるまでに時間を要する、種々の抗体を使用するためコストがかかるという欠点がある。また、顕微鏡による形態学的観察では、種々の染色法と細胞形態とを組み合わせて判定するが、一部の腫瘍細胞は、正常細胞と区別ができない、観察者によって結果が異なるなどの欠点が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、短時間、低コストで、精度良く腫瘍細胞を検出する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の工程：
（１）試料を、血液試料中の赤血球を測定の障害とならない程度に溶解し、白血球および異常細胞を測定に好適な状態にする溶血剤と混合する工程
（２）（１）で調製した試料をフローサイトメータで測定し、少なくとも２つの散乱光を測定する工程
（３）（２）で測定した個々の細胞の散乱光信号から異なる散乱光を２軸として、２次元分布を得る工程、
（４）２次元分布から、正常な白血球を少なくとも４つに分類計数する工程
（５）２次元分布から、リンパ球系腫瘍細胞の分布領域を設定し、リンパ球系腫瘍細胞を検出する工程
（６）２次元分布から、血小板凝集または大型血小板の分布領域を設定し、血小板凝集または大型血小板を検出する工程
（７）２次元分布から、芽球の分布領域を設定し、芽球を検出する工程
からなる異常細胞検出方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明でいう血液試料とは、末梢血液、骨髄液、尿、アフェレーシスで採取した血液試料など、白血球を含む体液試料をいう。
【０００７】
本発明でいうリンパ球系腫瘍細胞とは、白血病によって腫瘍化したリンパ球のことをいう。
【０００８】
本発明でいう、血液試料中の赤血球を測定の障害とならないように溶解し、白血球及び異常細胞を測定に好適な状態にする溶血剤と混合する工程とは、血液試料を適当な溶血剤と混合する工程である。
【０００９】
本工程の目的は、赤血球を測定の障害とならないように溶解するだけである。この目的に使用する溶血剤は、少なくとも一つのカチオン性界面活性剤、少なくとも一つのノニオン性界面活性剤、ｐＨを一定に保つための緩衝剤を含むｐＨ４．５〜１１．０の水溶液である。
【００１０】
カチオン性界面活性剤としては、４級アンモニウム塩型界面活性剤又はピリジニウム塩型界面活性剤が好ましい。４級アンモニウム塩型およびピリジニウム塩型界面活性剤は、
【００１１】
【化１】
【００１２】
〔Ｒ1は炭素数６〜１８のアルキル又はアルケニル基、Ｒ2およびＲ3は炭素数１〜４のアルキル又はアルケニル基、Ｒ4は炭素数１〜４のアルキルおよびアルケニル基又はベンジル基、Ｘはハロゲン原子である。〕で表される全炭素数９〜３０の界面活性剤が挙げられる。Ｒ1の炭素数６〜１８のアルキル又はアルケニル基としてはへキシル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル等を挙げることができるが、とりわけオクチル、デシル、ドデシル等の直鎖のアルキル基が好ましい。また、Ｒ2およびＲ3の炭素数１〜４のアルキル、アルケニル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等を挙げることができるが、とりわけ、メチル、エチル、プロピル等の炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。さらに、Ｒ4の炭素数１〜４のアルキルおよびアルケニル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等を挙げることができるが、とりわけ、メチル、エチル、プロピル等の炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。
【００１３】
ノニオン性界面活性剤としては以下の式のポリオキシエチレン系ノニオン界面活性剤が好ましい：Ｒ1−Ｒ2−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）n−Ｈ〔式中、Ｒ1は炭素数８〜２５のアルキル、アルケニル又はアルキニル基；Ｒ2はＯ、
【００１４】
【化２】
またはＣＯＯ；ｎは１０〜５０の整数を表す。〕
【００１５】
溶血剤の組成は特に限定されるものではないが、例えば、特開平６−２０７９２号、特開平７−１８１１７７号に記載の溶血剤などが好適に使用される。
【００１６】
さらに、少なくとも１つの、分子内に１つの芳香環を有する有機酸を含有することは、白血球および異常細胞を分類に好適なように調整するために好適である。例えば、安息香酸、フタル酸、馬尿酸、サリチル酸、ｐ−アミノベンゼンスルホン酸、ヘンゼンスルホン酸などが好適に使用できる。好ましくは0.1〜１００ｍＭ、より好ましくは１〜５０ｍＭ、さらに好ましくは１０〜３０ｍＭの濃度範囲で使用できる。
【００１７】
これらの有機酸を含有することにより、特に好酸球の散乱光強度が増加し、結果として、好中球と好酸球の分離が改善される。
【００１８】
ｐＨが４．５よりも低い場合、好酸球の分離が悪くなり、正常白血球を分画することが困難になる。ｐＨ１１．０よりも高い場合は、白血球が損傷を受けやすくなり、好ましくない。
【００１９】
本発明でいう散乱光とは、一般に市販されるフローサイトメーターで測定できる散乱光であり、側方散乱光、前方低角散乱光（受光角度０〜５度付近）、前方高角散乱光（５〜２０度付近）等をいい、白血球の大きさもしくは内部構造情報を反映する散乱角度が選ばれる。
【００２０】
異なる２つの散乱光の１つに前方散乱光（低角でも高角でもどちらでも良い）を使用すると、細胞の大きさに関する情報が得られる。
【００２１】
フローサイトメーターの光源は、特に限定されず、例えば、アルゴンイオンレーザー、He／Neレーザー、赤色半導体レーザー、水銀アークランプなどが使用される。特に半導体レーザーは気体レーザーに比べ非常に安価であり、装置コストを大幅に下げることができるため、好適である。
【００２２】
「測定した個々の細胞の散乱光信号から異なる散乱光を２軸として２次元分布を得る工程」とは、例えば、Ｘ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方散乱光をとって２次元分布を描くことである。
【００２３】
「２次元分布から、正常な白血球を少なくとも４つに分類計数する工程」とは、例えば、Ｘ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方散乱光をとって、２次元分布を描くと、図１に示すように、各白血球細胞は細胞毎に集団を形成する。この集団を適当な解析ソフトで解析することにより、各白血球集団の数と割合を算出する。
【００２４】
「２次元分布から、リンパ球系腫瘍細胞集団、血小板凝集または大型血小板の集団、または芽球集団の分布領域を設定し、リンパ球系腫瘍細胞、血小板凝集または大型血小板、または芽球を検出する工程」とは、例えば、Ｘ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方散乱光をとって、２次元分布を描くと、図１に示すように、リンパ球系腫瘍細胞は集団を形成する。この集団を適当な解析ソフトで解析することにより、リンパ球系腫瘍細胞集団の数を算出する。血小板凝集、大型血小板、芽球も同様にして、各集団の数を算出する。各集団の数にはそれぞれ閾値を設定しておき、その設定値を超えたらメッセージを表示する。
【００２５】
【実施例】
実施例１ リンパ球腫瘍細胞出現例
以下の組成の試薬を調製した。
HEPES（市販品） 10mM
フタル酸2Na（市販品） 20mM
BC30TX（ポリオキシエチレン(30)セチルエーテル） 1500ppm
（日光ケミカルズ（株））
ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド（市販品） 550ppm
NaOHでpHを7.0に調整。
【００２６】
上記試薬1.0mlに抗凝固剤処理した健常者およびＡＴＬ患者の血液をそれぞれ30μｌずつ加え、35℃で40秒間反応させた後、フローサイトメータで前方低角散乱光、側方散乱光を測定した。光源は633nmの赤色半導体レーザを使用した。
【００２７】
図２にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとった健常人のスキャッタグラムを示す。
【００２８】
図３にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとったＡＴＬ患者のスキャッタグラムを示す。リンパ球領域(Lymph)よりも前方散乱光強度の低い位置に集団が認められ、本法によりリンパ球系腫瘍細胞であるＡＴＬ細胞が検出できることが確認された。
【００２９】
実施例２ 血小板凝集出現例
実施例１の試薬1.0mlに抗凝固剤処理した血小板凝集が出現した血液をそれぞれ30μｌずつ加え、35℃で40秒間反応させた後、フローサイトメータで前方低角散乱光、側方散乱光を測定した。光源は633nmの赤色半導体レーザを使用した。
【００３０】
図４にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとった血小板凝集のスキャッタグラムを示す。リンパ球領域(Lymph)とゴースト領域(Ghost)の間に集団が認められ(PLT Clumps)、本法により血小板凝集が検出できることが確認された。
【００３１】
実施例３ 大型血小板出現例
実施例１の試薬1.0mlに抗凝固剤処理した大型血小板が出現した血液をそれぞれ30μｌずつ加え、35℃で40秒間反応させた後、フローサイトメータで前方低角散乱光、側方散乱光を測定した。光源は633nmの赤色半導体レーザを使用した。
【００３２】
図５にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとった大型血小板のスキャッタグラムを示す。リンパ球領域(Lymph)とゴースト領域の間に集団(Ghost)が認められ(Large PLT)、本法により大型血小板が検出できることが確認された。
【００３３】
実施例４ 芽球出現例
実施例１の試薬1.0mlに抗凝固剤処理した芽球が出現した血液をそれぞれ30μｌずつ加え、35℃で40秒間反応させた後、フローサイトメータで前方低角散乱光、側方散乱光を測定した。光源は633nmの赤色半導体レーザを使用した。
【００３４】
図６にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとった芽球のスキャッタグラムを示す。単球領域（Mono）の左上方に集団が認められ（Blast）、本法により芽球が検出できることが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、短時間、低コストで、精度良く腫瘍細胞などの異常細胞を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】白血球及び異常細胞のスキャッタグラムの模式図である。
【図２】本発明の実施例１における健常人のスキャッタグラムである。
【図３】本発明の実施例１におけるＡＴＬ患者のスキャッタグラムである。
【図４】本発明の実施例２における血小板凝集のスキャッタグラムである。
【図５】本発明の実施例３における大型血小板のスキャッタグラムである。
【図６】本発明の実施例４における芽球のスキャッタグラムである。
【発明の属する技術分野】
本発明はフローサイトメトリによる異常細胞の検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に白血病などの血液における腫瘍化の診断は、細胞表面に出現する抗原（表面マーカー）の測定や腫瘍化を特定する遺伝子の同定、顕微鏡観察による形態学的判定などを組み合わせて行われる。例えば、ＡＴＬ（成人Ｔ細胞白血病）症例において血液中の腫瘍化細胞を検出するには、色素で標識したモノクローナル抗体を使用して疾患特異的に出現する表面抗原を検出する方法や特定の原因遺伝子（ＨＴＬＶ−Ｉ遺伝子）を検出する方法などがある。
【０００３】
近年、フローサイトメータの普及により、色素で標識したモノクローナル抗体を用いて、リンパ球などの細胞表面マーカーの測定が頻繁に行われている。この方法は、測定結果が得られるまでに時間を要する、種々の抗体を使用するためコストがかかるという欠点がある。また、顕微鏡による形態学的観察では、種々の染色法と細胞形態とを組み合わせて判定するが、一部の腫瘍細胞は、正常細胞と区別ができない、観察者によって結果が異なるなどの欠点が挙げられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、短時間、低コストで、精度良く腫瘍細胞を検出する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下の工程：
（１）試料を、血液試料中の赤血球を測定の障害とならない程度に溶解し、白血球および異常細胞を測定に好適な状態にする溶血剤と混合する工程
（２）（１）で調製した試料をフローサイトメータで測定し、少なくとも２つの散乱光を測定する工程
（３）（２）で測定した個々の細胞の散乱光信号から異なる散乱光を２軸として、２次元分布を得る工程、
（４）２次元分布から、正常な白血球を少なくとも４つに分類計数する工程
（５）２次元分布から、リンパ球系腫瘍細胞の分布領域を設定し、リンパ球系腫瘍細胞を検出する工程
（６）２次元分布から、血小板凝集または大型血小板の分布領域を設定し、血小板凝集または大型血小板を検出する工程
（７）２次元分布から、芽球の分布領域を設定し、芽球を検出する工程
からなる異常細胞検出方法を提供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明でいう血液試料とは、末梢血液、骨髄液、尿、アフェレーシスで採取した血液試料など、白血球を含む体液試料をいう。
【０００７】
本発明でいうリンパ球系腫瘍細胞とは、白血病によって腫瘍化したリンパ球のことをいう。
【０００８】
本発明でいう、血液試料中の赤血球を測定の障害とならないように溶解し、白血球及び異常細胞を測定に好適な状態にする溶血剤と混合する工程とは、血液試料を適当な溶血剤と混合する工程である。
【０００９】
本工程の目的は、赤血球を測定の障害とならないように溶解するだけである。この目的に使用する溶血剤は、少なくとも一つのカチオン性界面活性剤、少なくとも一つのノニオン性界面活性剤、ｐＨを一定に保つための緩衝剤を含むｐＨ４．５〜１１．０の水溶液である。
【００１０】
カチオン性界面活性剤としては、４級アンモニウム塩型界面活性剤又はピリジニウム塩型界面活性剤が好ましい。４級アンモニウム塩型およびピリジニウム塩型界面活性剤は、
【００１１】
【化１】
〔Ｒ1は炭素数６〜１８のアルキル又はアルケニル基、Ｒ2およびＲ3は炭素数１〜４のアルキル又はアルケニル基、Ｒ4は炭素数１〜４のアルキルおよびアルケニル基又はベンジル基、Ｘはハロゲン原子である。〕で表される全炭素数９〜３０の界面活性剤が挙げられる。Ｒ1の炭素数６〜１８のアルキル又はアルケニル基としてはへキシル、オクチル、デシル、ドデシル、テトラデシル等を挙げることができるが、とりわけオクチル、デシル、ドデシル等の直鎖のアルキル基が好ましい。また、Ｒ2およびＲ3の炭素数１〜４のアルキル、アルケニル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等を挙げることができるが、とりわけ、メチル、エチル、プロピル等の炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。さらに、Ｒ4の炭素数１〜４のアルキルおよびアルケニル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル等を挙げることができるが、とりわけ、メチル、エチル、プロピル等の炭素数１〜３のアルキル基が好ましい。
【００１３】
ノニオン性界面活性剤としては以下の式のポリオキシエチレン系ノニオン界面活性剤が好ましい：Ｒ1−Ｒ2−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）n−Ｈ〔式中、Ｒ1は炭素数８〜２５のアルキル、アルケニル又はアルキニル基；Ｒ2はＯ、
【００１４】
【化２】
【００１５】
溶血剤の組成は特に限定されるものではないが、例えば、特開平６−２０７９２号、特開平７−１８１１７７号に記載の溶血剤などが好適に使用される。
【００１６】
さらに、少なくとも１つの、分子内に１つの芳香環を有する有機酸を含有することは、白血球および異常細胞を分類に好適なように調整するために好適である。例えば、安息香酸、フタル酸、馬尿酸、サリチル酸、ｐ−アミノベンゼンスルホン酸、ヘンゼンスルホン酸などが好適に使用できる。好ましくは0.1〜１００ｍＭ、より好ましくは１〜５０ｍＭ、さらに好ましくは１０〜３０ｍＭの濃度範囲で使用できる。
【００１７】
これらの有機酸を含有することにより、特に好酸球の散乱光強度が増加し、結果として、好中球と好酸球の分離が改善される。
【００１８】
ｐＨが４．５よりも低い場合、好酸球の分離が悪くなり、正常白血球を分画することが困難になる。ｐＨ１１．０よりも高い場合は、白血球が損傷を受けやすくなり、好ましくない。
【００１９】
本発明でいう散乱光とは、一般に市販されるフローサイトメーターで測定できる散乱光であり、側方散乱光、前方低角散乱光（受光角度０〜５度付近）、前方高角散乱光（５〜２０度付近）等をいい、白血球の大きさもしくは内部構造情報を反映する散乱角度が選ばれる。
【００２０】
異なる２つの散乱光の１つに前方散乱光（低角でも高角でもどちらでも良い）を使用すると、細胞の大きさに関する情報が得られる。
【００２１】
フローサイトメーターの光源は、特に限定されず、例えば、アルゴンイオンレーザー、He／Neレーザー、赤色半導体レーザー、水銀アークランプなどが使用される。特に半導体レーザーは気体レーザーに比べ非常に安価であり、装置コストを大幅に下げることができるため、好適である。
【００２２】
「測定した個々の細胞の散乱光信号から異なる散乱光を２軸として２次元分布を得る工程」とは、例えば、Ｘ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方散乱光をとって２次元分布を描くことである。
【００２３】
「２次元分布から、正常な白血球を少なくとも４つに分類計数する工程」とは、例えば、Ｘ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方散乱光をとって、２次元分布を描くと、図１に示すように、各白血球細胞は細胞毎に集団を形成する。この集団を適当な解析ソフトで解析することにより、各白血球集団の数と割合を算出する。
【００２４】
「２次元分布から、リンパ球系腫瘍細胞集団、血小板凝集または大型血小板の集団、または芽球集団の分布領域を設定し、リンパ球系腫瘍細胞、血小板凝集または大型血小板、または芽球を検出する工程」とは、例えば、Ｘ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方散乱光をとって、２次元分布を描くと、図１に示すように、リンパ球系腫瘍細胞は集団を形成する。この集団を適当な解析ソフトで解析することにより、リンパ球系腫瘍細胞集団の数を算出する。血小板凝集、大型血小板、芽球も同様にして、各集団の数を算出する。各集団の数にはそれぞれ閾値を設定しておき、その設定値を超えたらメッセージを表示する。
【００２５】
【実施例】
実施例１ リンパ球腫瘍細胞出現例
以下の組成の試薬を調製した。
HEPES（市販品） 10mM
フタル酸2Na（市販品） 20mM
BC30TX（ポリオキシエチレン(30)セチルエーテル） 1500ppm
（日光ケミカルズ（株））
ドデシルトリメチルアンモニウムクロライド（市販品） 550ppm
NaOHでpHを7.0に調整。
【００２６】
上記試薬1.0mlに抗凝固剤処理した健常者およびＡＴＬ患者の血液をそれぞれ30μｌずつ加え、35℃で40秒間反応させた後、フローサイトメータで前方低角散乱光、側方散乱光を測定した。光源は633nmの赤色半導体レーザを使用した。
【００２７】
図２にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとった健常人のスキャッタグラムを示す。
【００２８】
図３にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとったＡＴＬ患者のスキャッタグラムを示す。リンパ球領域(Lymph)よりも前方散乱光強度の低い位置に集団が認められ、本法によりリンパ球系腫瘍細胞であるＡＴＬ細胞が検出できることが確認された。
【００２９】
実施例２ 血小板凝集出現例
実施例１の試薬1.0mlに抗凝固剤処理した血小板凝集が出現した血液をそれぞれ30μｌずつ加え、35℃で40秒間反応させた後、フローサイトメータで前方低角散乱光、側方散乱光を測定した。光源は633nmの赤色半導体レーザを使用した。
【００３０】
図４にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとった血小板凝集のスキャッタグラムを示す。リンパ球領域(Lymph)とゴースト領域(Ghost)の間に集団が認められ(PLT Clumps)、本法により血小板凝集が検出できることが確認された。
【００３１】
実施例３ 大型血小板出現例
実施例１の試薬1.0mlに抗凝固剤処理した大型血小板が出現した血液をそれぞれ30μｌずつ加え、35℃で40秒間反応させた後、フローサイトメータで前方低角散乱光、側方散乱光を測定した。光源は633nmの赤色半導体レーザを使用した。
【００３２】
図５にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとった大型血小板のスキャッタグラムを示す。リンパ球領域(Lymph)とゴースト領域の間に集団(Ghost)が認められ(Large PLT)、本法により大型血小板が検出できることが確認された。
【００３３】
実施例４ 芽球出現例
実施例１の試薬1.0mlに抗凝固剤処理した芽球が出現した血液をそれぞれ30μｌずつ加え、35℃で40秒間反応させた後、フローサイトメータで前方低角散乱光、側方散乱光を測定した。光源は633nmの赤色半導体レーザを使用した。
【００３４】
図６にＸ軸に側方散乱光、Ｙ軸に前方低角散乱光をとった芽球のスキャッタグラムを示す。単球領域（Mono）の左上方に集団が認められ（Blast）、本法により芽球が検出できることが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、短時間、低コストで、精度良く腫瘍細胞などの異常細胞を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】白血球及び異常細胞のスキャッタグラムの模式図である。
【図２】本発明の実施例１における健常人のスキャッタグラムである。
【図３】本発明の実施例１におけるＡＴＬ患者のスキャッタグラムである。
【図４】本発明の実施例２における血小板凝集のスキャッタグラムである。
【図５】本発明の実施例３における大型血小板のスキャッタグラムである。
【図６】本発明の実施例４における芽球のスキャッタグラムである。
Claims (3)
- 以下の工程からなる異常細胞検出方法；
（１）試料を、少なくとも一つのカチオン性界面活性剤、少なくとも一つのカチオン性界面活性剤及びｐHを一定に保つための緩衝液を含むｐH４．５〜１１．０の水溶液である溶血剤と混合する工程
（２）（１）で調製した試料をフローサイトメーターで測定し、少なくとも２つの散乱光を測定する工程
（３）（２）で測定した個々の細胞の散乱光信号から異なる散乱光を２軸として、２次元分布を得る工程、
（４）２次元分布から、正常な白血球を少なくとも４つに分類計数する工程
（５）２次元分布から、リンパ球系腫瘍細胞集団、血小板凝集または大型血小板の集団、または芽球集団の分布領域を設定し、リンパ球系腫瘍細胞、血小板凝集または大型血小板、または芽球を検出する工程。 - 溶血剤が、少なくとも１つの芳香環を有する有機酸もしくはその塩を含有する請求項１に記載の異常細胞検出方法。
- 散乱光の受光角度が、前方低角散乱光、前方高角散乱光、側方散乱光から選ばれる少なくとも２つである請求項１または２記載の異常細胞検出方法。
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