Effectiveness of Bivalent mRNA COVID-19 Vaccines in Preventing SARS-CoV-2 Infection in Children and Adolescents Aged 5 to 17 Years
二价mRNA COVID-19疫苗预防5至17岁儿童和青少年SARS-CoV-2感染的有效性
LeoraR.Feldstein博士1； 阿玛德亚·布里顿，医学博士1； 劳伦·格兰特（LaurenGrant），理学硕士1； 等RyanWiegand，博士1； 茉莉花·鲁芬（JasmineRuffin），公共卫生硕士1； 塔拉·巴布（TaraM.Babu），医学博士2； 梅丽莎·布里格斯·哈根，医学博士1； 杰弗里·伯吉斯（JeffereyL.Burgess），医学博士3； AlbertoJ.Caban-Martinez，博士4； HelenY.Chu，医学博士2； KatherineD.Ellingson，博士3； 珍妮特·恩格伦德（JanetA.Englund），医学博士5； 库尔特·赫格曼（KurtT.Hegmann），医学博士6； 祖哈·杰迪（ZuhaJeddy），公共卫生硕士7； AdamS.Lauring，医学博士，博士8； 凯伦·卢特里克（KarenLutrick）博士3； EmilyT.Martin博士9； 克莱尔·马滕格（ClareMathenge），理学硕士10； 詹妮弗·米斯（JenniferMeece）博士11； ClaireM.Midgley，博士1； 阿诺德·蒙托，医学博士9； Gabriella Newes-Adeyi， PhD7； Leah Odame-Bamfo， MPH10； LaurenE.W. Olsho， PhD7； AndrewL. Phillips， MD6； RamonaP. Rai， MPH7； Sharon Saydah， PhD1； Ning Smith， PhD12； Laura Steinhardt， PhD1； Harmony Tyner， MD13； Meredith Vandermeer， MPH12； Molly Vaughan， PhD7； SarangK. Yoon， DO6； Manjusha Gaglani， MD10； AllisonL. Naleway， PhD12
作者单位 文章信息
JAMA. 2024；331(5):408-416. doi:10.1001/jama.2023.27022
要点
问题：二价COVID-19疫苗对5至17岁儿童和青少年的有效性如何？
结果 在这项包括2959名5至17岁参与者的前瞻性队列研究中，疫苗对实验室确诊的SARS-CoV-2感染的有效性为54.0%，疫苗对有症状的COVID-19的有效性为49.4%。
意义 在奥密克戎BA.4/5亚系是主要流行变异株的时期，与未接种疫苗或仅接种单价COVID-19疫苗的儿童和青少年相比，儿童和青少年从二价COVID-19疫苗中获得了针对SARS-CoV-2感染和有症状COVID-19的保护。
摘要
重要性 2022年9月1日，美国建议对12岁或以上的儿童和青少年接种二价mRNA COVID-19疫苗，并于2022年10月12日推荐给5至11岁的儿童；然而，证明二价COVID-19疫苗有效性的数据有限。
目的 评价二价COVID-19疫苗对儿童和青少年SARS-CoV-2感染和有症状COVID-19的有效性。
2022年9月4日至2023年1月31日期间的设计、环境和参与者数据来自3项前瞻性美国队列研究（共6个研究中心），用于估计COVID-19疫苗在5至17岁儿童和青少年中的有效性。共有2959名参与者完成了定期调查（人口统计学、家庭特征、慢性疾病和COVID-19症状）并提交了每周自行收集的鼻拭子（无论症状如何）；参与者在出现任何症状时提交了额外的鼻拭子。
暴露 疫苗接种状态是从定期调查中获取的，并辅以来自州免疫信息系统和电子病历的数据。
主要结果和措施 使用逆转录酶-聚合酶链反应检测呼吸道拭子是否存在SARS-CoV-2病毒。SARS-CoV-2感染被定义为无论症状如何，检测结果均呈阳性。有症状的COVID-19被定义为检测呈阳性且在标本采集后7天内出现2种或更多COVID-19症状。Cox比例风险模型用于估计接种二价COVID-19疫苗剂量的参与者与未接种疫苗或仅接受单价疫苗剂量的参与者的SARS-CoV-2感染和有症状COVID-19的风险比。根据年龄、性别、种族、民族、基础健康状况、既往SARS-CoV-2感染状况、地理地点、按地点划分的传播变异比例和当地病毒流行率对模型进行了调整。
结果 在本分析中纳入的2959名参与者（47.8%为女性；中位年龄为10.6岁[IQR，8.0-13.2岁]；64.6%为非西班牙裔白人）中，25.4%接受了二价COVID-19疫苗剂量。在研究期间，426名参与者（14.4%）经实验室确认感染了SARS-CoV-2。在这426名参与者中，184名（43.2%）患有有症状的COVID-19，383名（89.9%）未接种疫苗或仅接种了一剂COVID-19疫苗（每1000人天1.38例SARS-CoV-2感染），43例（10.1%）接种了二价COVID-19疫苗（每1000人天0.84例SARS-CoV-2感染）。二价疫苗对SARS-CoV-2感染的有效性为54.0%（95%CI，36.6%-69.1%），疫苗对有症状的COVID-19的有效性为49.4%（95%CI，22.2%-70.7%）。仅接受单价COVID-19疫苗剂量的参与者接种疫苗后的中位观察时间为276天（IQR，142-350天），而接种二价COVID-19疫苗剂量的参与者为50天（IQR，27-74天）。
结论和相关性 二价COVID-19 疫苗可保护儿童和青少年免受SARS-CoV-2感染和有症状的COVID-19。这些数据证明了COVID-19疫苗对儿童和青少年的益处。所有符合条件的儿童和青少年都应及时接种推荐的COVID-19疫苗。
介绍
尽管儿童和青少年的SARS-CoV-2相关住院率和死亡率低于成人1，但仍可能发生严重疾病，并导致住院、危及生命的并发症（如儿童多系统炎症综合征）2-5和感染后后遗症。6-8 截至2023年12月31日，美国5至17岁的人群中至少有911例与COVID-19相关的死亡。9
奥密克戎变异株的传播性更强，并且包含比以前的变异株更有可能逃避疫苗诱导的免疫力的谱系。10-12 为了提供针对奥密克戎变异株的保护，美国食品和药物管理局授权使用二价mRNA COVID-19疫苗，该疫苗由祖先和Omicron BA.4/5毒株组成。13 2022年9月1日，建议12岁或以上的人接种二价mRNA COVID-19疫苗（在完成任何单价初级系列或食品和药物管理局授权的单价加强剂量后≥2个月接种），2022年10月12日，建议5至11岁的儿童接种二价COVID-19疫苗。14，15
尽管数据显示，成人二价mRNA COVID-19疫苗接种可有效降低COVID-19，16-20的风险，包括严重后果，但关于儿童和青少年二价 COVID-19 疫苗剂量有效性的数据有限。现有研究的局限性在于样本量小、随访时间短以及依赖自愿检测。21，22 了解二价COVID-19疫苗对儿童和青少年的保护程度，对于制定公共卫生战略非常重要，特别是在疫苗配方更新和新变异株出现的情况下。
在奥密克戎BA.4/5亚谱系和随后的奥密克戎谱系占主导地位的时期，本分析使用了来自3项前瞻性队列研究的合并数据，以估计授权的COVID-19二价疫苗对实验室确诊的SARS-CoV-2感染和有症状的COVID-19在5至17岁儿童和青少年中的有效性。
方法
研究人群
从2022年9月4日到2023年1月31日，我们在美国的6个地点进行了分析，通过结合3项前瞻性队列研究（儿科研究观察COVID-19时间线中的趋势和暴露[PROTECT]、CASCADIA和社区疫苗有效性[CoVE]、这是家庭流感疫苗评估[HIVE]队列的扩展）。23-25 居住在亚利桑那州、密歇根州、俄勒冈州、德克萨斯州、犹他州和华盛顿州的儿童和青少年，包括来自同一家庭的个人，有资格被纳入。
从登记儿童的父母或监护人那里获得书面知情同意，并获得7至17岁儿童和青少年的同意。本研究由美国疾病控制与预防中心审查，并由参与地点的机构审查委员会批准，或根据与AbtAssociates机构审查委员会的依赖协议，并以符合适用的联邦法律和疾病控制与预防中心政策的方式进行。26-30
数据和标本采集
每位参与者或父母或法定监护人（代表参与者）完成了一项关于人口统计学、家庭特征、慢性疾病、COVID-19疫苗接种史和既往SARS-CoV-2感染的注册调查。定期对参与者进行重新调查，以获取最新的人口统计信息。
作为人口统计信息的一部分，收集了种族和民族，因为疫苗接种率和SARS-CoV-2感染风险可能因种族和民族而异。此信息由每个参与者或父母或法定监护人使用预定义的种族和民族类别报告。
从同意放血的参与者那里收集血液标本。每周对COVID-19症状进行监测。参与者被要求每周自行收集（由父母、法定监护人、儿童或青少年进行）上呼吸道标本，无论症状如何。为了以最佳方式捕获所有感染，参与者被指示在症状出现时收集额外的呼吸道样本，如果超出了他们每周定期采集样本（拭子）的时间。
实验室检测
使用多重逆转录酶-聚合酶链反应（RT-PCR）检测所有呼吸道标本是否存在SARS-CoV-2病毒（附录1中的表 1）。因污染而未通过分子检测的样本，或被错误识别或循环阈值在不确定范围内的样本被视为阴性。在CASCADIA和CoVE研究中，尝试对所有具有足够病毒量的SARS-CoV-2感染阳性标本以及PROTECT研究中具有代表性的子集进行全基因组测序。31-34岁
使用定性IgG酶联免疫吸附测定法或定量MesoScaleDiscoveryVPLEX测定法（附录1中的表 1）检测可用血清标本是否存在抗核衣壳IgG。对于中观尺度发现测定，将抗核衣壳IgG滴度与制造商提供的标准曲线进行比较，以确定滴度量。低于每个测定说明书定量下限的标本设置为下限的一半。根据检测说明书，如果标本的滴度等于或大于5000AU/mL，则确定标本具有可检测到的抗核衣壳IgG。
感兴趣的变量
COVID-19疫苗接种状态是从注册、每周和每月调查（自我报告）中获取的；参与者提供的疫苗卡；以及国家免疫信息系统和电子病历（如有）的查询。疫苗接种数据包括疫苗接种日期、剂量数和制造商。如果跨多个数据源记录了不一致的信息，则优先使用来自电子病历和州免疫信息系统的信息，而不是自我报告的信息。
SARS-CoV-2感染被定义为RT-PCR检测呈阳性，无论症状如何。有症状的COVID-19定义为RT-PCR检测呈阳性，并且在标本采集日期之前或之后的7天内报告了2个或更多COVID-19症状。调查的COVID-19症状列表因研究队列而异（附录1 中的表2）。
先前的SARS-CoV-2感染被定义为在研究入组期间但在研究期开始之前收集的样本的RT-PCR检测呈阳性，在入组前或研究期开始前自我报告感染（以较晚者为准），或抗核衣壳阳性SARS-CoV-2抗体。自先前感染SARS-CoV-2以来的时间定义为少于4个月、4个月至少于6个月、6个月至少于12个月、12个月或更长时间，并且既往未感染。146名参与者（4.9%）的既往SARS-CoV-2感染日期被估算，他们只有血清学结果，因此没有与先前SARS-CoV-2感染相关的日期。使用线性回归模型的结果进行插补，其中基线核衣壳抽血日期和数字核衣壳值作为已知先前感染日期的研究参与者先前感染日期的预测因子（附录1 中的eMethods）。
统计分析
比较在研究期间感染SARS-CoV-2的受试者与未感染的受试者的描述性统计包括分类变量的频率（比例）和连续变量的中位数（IQR）。P 值是使用χ2 检验计算分类变量的，使用Wilcoxon检验计算0.01水平的连续变量。使用具有时变疫苗接种状态的Cox比例风险模型的Andersen-Gill扩展来估计每个参与者首次出现SARS-CoV-2感染的风险比，比较了接种二价COVID-19疫苗剂量（接种后>7天）与未接种二价COVID-19疫苗剂量（未接种疫苗或仅接受单价COVID-19疫苗剂量）的参与者。35
多变量模型使用L2正则化来调整潜在的混杂因素，36 特别是年龄、性别、种族、民族、基础健康状况、自上次感染SARS-CoV-2以来的时间、地理地点、每100000例COVID-19病例的7天平均值（局部发病率被建模为连续线性变量）以及按地点划分的流行变异的比例（按包含尖峰替代R346T的变异分类）。37 L2正则化模型使用家庭的自举重采样来估计95%置信区间并考虑家庭聚类，因为30.6%的家庭有2个或更多儿童和青少年被纳入分析。38
人时计算为研究期间给定疫苗接种状态的监测总天数。研究期于2022年9月4日开始，针对12至17岁的儿童和青少年，并于2022年10月16日开始，针对5至11岁的儿童。监测在参与者首次SARS-CoV-2感染RT-PCR检测结果呈阳性之日、参与者退出研究日期、18岁生日或研究期结束时（2023年1月31日）结束。对于在研究期开始后参加其中1个队列的参与者，风险时间从他们入组时开始，如果最近在入组前感染，则在感染SARS-CoV-2后6周开始。
监测周不会因样本结果缺失（例如，参与者跳过每周拭子）或样本检测存在问题而被审查。单价COVID-19初级疫苗剂量后2周以及二价和单价COVID-19加强疫苗剂量后一周被排除在人时之外。COVID-19疫苗有效性计算为疫苗有效性=（1−风险比）×100。
在初步分析中，估计了一剂二价COVID-19疫苗与无疫苗或仅单价剂量相比对实验室确诊的SARS-CoV-2感染（包括无症状和有症状感染）和有症状的COVID-19的有效性。对于实验室确诊的SARS-CoV-2感染结果，估计值也按年龄组（5-11岁和12-17岁）和既往SARS-CoV-2感染状况进行分层。在二次分析中，与180天或更长时间前未接种疫苗或单价剂量相比，二价COVID-19疫苗的有效性按二价疫苗接种后的时间（7-60天或61-150天）分层估计。
对疫苗有效性进行了两项敏感性分析。第一项分析将参考类别限制为仅接受单价COVID-19疫苗剂量的参与者。第二项分析仅限于来自亚利桑那州研究地点的参与者，因为他们占研究人群的52%，并且二价COVID-19疫苗的覆盖率较低。
所有分析均使用SAS软件版本9.4（SAS InstituteInc）或R软件版本4.1.2（R Foundation for Statistical Computing）进行。
结果
在2022年9月4日至2023年1月31日期间，共有2959名参与者被纳入分析（表1）。在整个研究期间，每周上呼吸道标本采集（拭子）的中位依从性为93.8%（IQR，84%-100%）。总体而言，47.8%的参与者是女性，中位年龄为10.6岁（IQR，8.0-13.2岁），大多数是非西班牙裔白人（64.6%），25.4%接种过二价COVID-19疫苗剂量，61.7%在研究期前自我报告或确诊感染SARS-CoV-2（表1）。
在研究期间，426名参与者（14.4%）经实验室确认感染SARS-CoV-2（附录1中的表3）；在SARS-CoV-2感染者中，184人（43.2%）有症状的COVID-19（表1）。居住在密歇根州的参与者（20.2%；24/119）和那些没有记录在案的先前感染SARS-CoV-2的参与者（22.5%；255/1134）的研究中SARS-CoV-2感染比例最高。在426名感染SARS-CoV-2的参与者中，有238名（56.0%）有基因测序结果。在有基因测序结果的238名参与者中，最普遍的谱系是BA.4或BA.5（50.0%）、BQ.1.1（36.5%）、XBB（5.9%）和BA.2（3.8%）（附录1中的e图）。
居住在俄勒冈州的参与者对二价COVID-19疫苗的接种率最高（56.2%；246/438），而居住在德克萨斯州的参与者最低（2.4%；3/124）。与所有种族的非西班牙裔参与者（27.1%；665/2450）相比，报告西班牙裔种族的参与者的二价COVID-19疫苗接种率较低（17.1%；87/509）。与没有慢性疾病的参与者（23.8%；598/2512）相比，患有一种或多种慢性疾病的参与者对二价COVID-19疫苗的接受率更高（34.5%；154/447）。在未接种二价COVID-19疫苗的2207名参与者中，535人（24.2%）未接种疫苗，1672人（75.8%）至少接种了1剂单价COVID-19疫苗。
在426名感染SARS-CoV-2的参与者中，383人（89.9%）未接种疫苗或仅接种单价COVID-19疫苗剂量（每1000人天1.38例感染），43例（10.1%）接种了二价COVID-19疫苗剂量（每1000人日感染0.84例）（表2）。与未接种疫苗或仅接种单价COVID-19疫苗相比，二价COVID-19疫苗剂量对实验室确诊的SARS-CoV-2感染的调整后疫苗有效性为54.0%（95%CI，36.6%-69.1%）（表2）。接种任何单价COVID-19疫苗的人接种COVID-19疫苗后的观察天数中位数为276天（IQR，142-350天），接种二价COVID-19疫苗剂量的人为50天（IQR，27-74天）。
按年龄分层时，调整后的二价COVID-19疫苗对5至11岁儿童的有效性为58.3%（95%CI，34.0%-76.5%），对12至17岁的儿童和青少年为47.5%（95%CI，18.2%-71.9%）（表3）。在5至11岁的儿童中，接种任何单价COVID-19疫苗的患者接种COVID-19疫苗后的中位观察天数为221（IQR，140-349天），接种二价COVID-19疫苗的患者为44天（IQR，24-66天）。在12至17岁的儿童和青少年中，接种任何单价COVID-19疫苗的人接种COVID-19疫苗后的观察天数中位数为313（IQR，241-404天），接种二价COVID-19疫苗的人为59天（IQR，32-87天）。
在184名有症状的COVID-19参与者中，164人（89.1%）未接种疫苗或仅接种单价COVID-19疫苗剂量（每1000人日感染0.59例），20例（10.9%）接种了二价COVID-19疫苗剂量（每1000人日感染0.39例）（表2）。二价COVID-19疫苗剂量对有症状的COVID-19的调整后疫苗有效性为49.4%（95%CI，22.2%-70.7%）。在有症状的COVID-19参与者中，接受任何单价COVID-19疫苗剂量的人接种疫苗后的中位观察天数为276天（IQR，142-350天），接种二价COVID-19疫苗剂量的人为50天（IQR，27-74天）。
与180天或更长时间前未接种COVID-19疫苗或仅接种单价疫苗的受试者相比，接种后7至60天，二价COVID-19疫苗对SARS-CoV-2感染的调整后疫苗有效性为51.3%（95%CI，23.6%-71.9%），接种后61至150天为62.4%（95%CI，38.5%-81.1%）。180天或更长时间前接种的单价COVID-19疫苗剂量的疫苗接种后观察日数中位数为350（IQR，303-392天），7至60天前接种的二价COVID-19疫苗剂量为34（IQR，20-47天），61至150天前接种的二价COVID-19疫苗剂量为81（IQR，70-95天）。
在研究开始前既往感染过SARS-CoV-2的受试者中，二价COVID-19疫苗对SARS-CoV-2感染的调整有效性为63.6%（95%CI，33.0%-84.0%）（表3）。在既往未感染过SARS-CoV-2的受试者中，COVID-19疫苗的有效性为47.2%（95%CI，26.7%-67.8%）（表3）。在既往感染过SARS-CoV-2的参与者中，单价剂量的COVID-19疫苗接种后的中位观察天数为288（IQR，156-357天），二价剂量为47（IQR，25-71天）。在既往未感染SARS-CoV-2的参与者中，单价剂量的COVID-19疫苗接种后的中位观察天数为241（IQR，127-334天），二价剂量为54（IQR，29-78天）。
在一项敏感性分析中，将参照组限制为至少接种过1剂单价COVID-19疫苗的人（即不包括未接种疫苗的个体），二价COVID-19疫苗对SARS-CoV-2感染的调整后疫苗有效性为56.3%（95%CI，40.5%-70.1%），对有症状的COVID-19为51.1%（95%CI，26.9%-72.1%）（表2).在随后的敏感性分析中，仅限于亚利桑那州研究地点的参与者，调整后的二价COVID-19疫苗有效性为51.5%（95%CI，20.3%-77.2%）（附录1 中的表4）。
讨论
在这项对美国3项前瞻性队列研究数据的分析中，与未接种疫苗或仅接种单价COVID-19疫苗剂量的人相比，接受mRNA二价COVID-19疫苗剂量的5至17岁儿童和青少年感染SARS-CoV-2的可能性更小。按年龄组（5-11岁vs12-17岁）分层时，二价COVID-19疫苗剂量对SARS-CoV-2感染的疫苗有效性没有显着差异。
在接种二价COVID-19疫苗后61至150天，没有观察到减弱，尽管可能没有足够的随访时间来评估减弱。然而，这些结果表明，在奥密克戎BA.4/5亚系是主要流行变异株的时期，二价COVID-19疫苗在儿童和青少年中提供了针对SARS-CoV-2感染和有症状COVID-19的保护。
我们进行了几项敏感性分析以解决潜在的混杂因素，包括使用替代参考类别，并将分析限制在亚利桑那州研究地点的参与者，因为他们占所有研究参与者的一半。我们发现这些分析中的二价COVID-19疫苗有效性估计值与总体估计值一致。我们还通过先前的SARS-CoV-2感染状态检查了COVID-19疫苗的有效性，以确定疫苗接种和既往感染的混合免疫是否比单独接种COVID-19疫苗提供了更大的保护。39，40 尽管在报告感染SARS-CoV-2或有既往SARS-CoV-2感染证据的人群中，二价COVID-19疫苗的有效性估计值高于既往未感染SARS-CoV-2的人，但差异在统计学上并不显著。
这些发现与关于二价疫苗为儿童和青少年提供保护的有限其他数据一致。在Lin等人21对5至11 岁儿童进行的一项研究中，二价COVID-19疫苗在接种后2个月的有效性为47.3%（95%CI，-17.9%至76.4%）。Lin等人21对接种二价COVID-19疫苗后1个月的疫苗有效性估计值（76.7%[95%CI，45.7，90.0]）高于当前研究中对在7至60天内接种二价COVID-19疫苗剂量的患者的估计值（51.3%[95%CI，23.6%至71.9%]）。然而，95%的置信区间重叠，疫苗有效性的差异可能是由于不同的地点和研究期造成的。
此外，目前的多州研究对参与者的随访时间截至2023年1月31日，而Lin等人21 人对北卡罗来纳州居民的随访时间为2023年1月6日。国家监测数据37 显示，在这4周内，BA.4/5以外的变异株的传播增加，并且二价COVID-19疫苗可能对这些变异株（例如XBB）没有保护作用，从而降低了整个研究期间的疫苗有效性估计。
这项研究有许多优势，包括来自美国多个州的6个不同地点的近3000名参与者。无论症状如何，参与者每周收集拭子，这大大降低了漏诊无症状SARS-CoV-2感染的风险，并且每周拭子的依从性很高（中位数，94%）。每周和每季度的调查，以及来自州免疫信息系统和电子病历的数据，确保了有关潜在混杂变量和疫苗接种状况的详细和完整的信息。尽管在接种二价COVID-19疫苗后61至150天没有观察到减弱，但由于样本量小，95%置信区间很宽，并且该分析无法检查疫苗在150天后减弱的情况。参与者队列的延续将为未来研究长期减弱模式提供机会，以支持未来的疫苗决策。
局限性
这项研究有几个重要的局限性。首先，RT-PCR检测方法和调查的COVID-19症状列表因队列而异；因此，SARS-CoV-2感染或有症状的COVID-19的定义可能存在一些差异。
其次，在分析研究开始日期之前，每周或有症状的RT-PCR检测，以估计先前的SARS-CoV-2感染史，仅在一部分参与者中可用。为了解决这一问题，我们纳入了血清学数据，以确定其他既往SARS-CoV-2感染。血清学检测的敏感性和特异性因队列部位而异，并且由于抗核衣壳SARS-CoV-2抗体减弱，检测可能未检测到某些先前的感染。
第三，当RT-PCR和血清学检测结果不可用时，社会期望或回忆偏倚可能影响了先前SARS-CoV-2感染的自我报告或父母报告，以及当国家免疫信息系统和电子病历无法获得数据时，自我或父母报告的疫苗接种状态。
第四，我们的分析没有考虑社会脆弱性指数和免疫功能低下状态，这可能与疫苗接种和SARS-CoV-2感染风险有关。
第五，有限的样本量导致亚组估计不准确，使我们无法按年龄组检查疫苗对有症状的COVID-19和疫苗减弱的有效性。
结论
二价COVID-19疫苗可保护儿童和青少年免受SARS-CoV-2感染和有症状的COVID-19。这些数据证明了COVID-19疫苗对儿童和青少年的益处。所有符合条件的儿童和青少年都应及时接种推荐的COVID-19疫苗。
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