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ENGLISH ABSTRACT
儿童序贯器官衰竭评分预测儿童脓毒症严重程度和预后的临床研究
项龙
王莹
赵列宾
刘世建
任宏
钱娟
李璧如
张建
作者及单位信息
·
DOI： 10.3760/cma.j.issn.1673-4912.2020.12.002
Pediatrics sequential organ failure assessment in predicting the severity and outcome of sepsis in children: a clinical study
Xiang Long
Wang Ying
Zhao Liebin
Liu Shijian
Ren Hong
Qian Juan
Li Biru
Zhang Jian
Authors Info & Affiliations
Xiang Long
Department of Pediatric Critical Care Medicine, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200127, China
Wang Ying
Department of Pediatric Critical Care Medicine, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200127, China
Zhao Liebin
Department of President′s Office, Shanghai Children′s Medical Center, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine Shanghai 200127, China
Liu Shijian
Department of Clinical Trail Center, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200127, China
Ren Hong
Department of Pediatric Critical Care Medicine, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200127, China
Qian Juan
Department of Pediatric Critical Care Medicine, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200127, China
Li Biru
Department of Pediatric Critical Care Medicine, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200127, China
Zhang Jian
Department of Pediatric Critical Care Medicine, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, Shanghai 200127, China
·
DOI： 10.3760/cma.j.issn.1673-4912.2020.12.002
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摘要

目的评估儿童序贯器官衰竭评分(pSOFA)预测儿童脓毒症严重程度和预后的临床价值。

方法回顾分析2014年2月至2015年1月收入上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心重症医学科诊断为脓毒症和严重脓毒症的患儿资料，计算入科第1天pSOFA、小儿危重病例评分(PCIS)、第三代小儿死亡危险评分(PRISM Ⅲ)和儿童多器官功能障碍评分(P-MODS)。Spearman相关分析评估pSOFA与PCIS、PRISM Ⅲ和P-MODS评分的相关性以及与器官功能障碍、机械通气时间的相关性；受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)法比较pSOFA和PCIS、PRISM Ⅲ、P-MODS评分对儿童脓毒症严重程度和住院期间预后的预测价值。

结果共纳入患儿91例，其中住院期间存活58例，死亡33例。相关性分析显示pSOFA与P-MODS评分具有最好的相关性( R＝0.709， P<0.001)，其次是与PCIS( R＝-0.511， P<0.001)及PRISM Ⅲ( R＝0.500， P<0.001)相关。pSOFA和入PICU第1天发生器官功能障碍的数目具有相关性( R＝0.641， P<0.001)，与机械通气时间无相关性( R＝0.124， P＝0.240)。ROC曲线分析显示pSOFA预测严重脓毒症的AUC为0.843(95% CI 0.751-0.910， P<0.001)，优于P-MODS( P＝0.03)，与PCIS( P＝0.06)和PRISM Ⅲ( P＝0.30)差异无统计学意义；pSOFA预测脓毒症住院期间死亡的AUC为0.929(95% CI 0.865-0.973， P<0.001)，优于P-MODS( P<0.001)、PCIS( P<0.001)和PRISM Ⅲ( P＝0.01)。pSOFA预测严重脓毒症的最佳预测值是>8分(敏感性62.8%，特异性91.7%)；pSOFA预测脓毒症住院期间死亡的最佳预测值是>6分(敏感性93.9%，特异性77.6%)。

结论pSOFA较PCIS、PRISM Ⅲ和P-MODS评分可更好地预测儿童脓毒症严重程度和住院期间的预后。因此，纳入pSOFA评分有助于儿童脓毒症的诊断和治疗。

儿童;脓毒症;儿童序贯器官衰竭评分
ABSTRACT

ObjectiveTo evaluate the clinical value of pediatrics sequential organ failure assessment(pSOFA)score in predicting the severity and outcome of sepsis in children.

MethodsData of children with sepsis and severe sepsis were collected from February 2014 to January 2015 in the pediatric intensive care unit, Shanghai Children′s Medical Center Affiliated to Shanghai Jiao Tong University School of Medicine.Scores of pSOFA, pediatric critical illness score(PCIS), pediatric risk of mortality Ⅲ(PRISM Ⅲ), and pediatric multiple organ dysfunction score(P-MODS) were collected on the first day of admission.Spearman correlation analysis was used to analyze the correlation among the pSOFA, PCIS, PRISM Ⅲ, P-MODS, meanwhile the correlation between the scores and the organ dysfunction as well as the duration of mechanical ventilation.In addition, receiver operating characteristic curve (ROC) was used to compare the predictive value of pSOFA and PCIS, PRISM Ⅲ, P-MODS in predicting the severity and prognosis of sepsis in children.

ResultsNinty-one patients were collected in this study, including 58 survived cases and 33 died cases.There was the best correlation between pSOFA and P-MODS( R=0.709, P<0.001), following by PCIS( R=0.511, P<0.001)and PRISM Ⅲ( R=0.500, P<0.001). There was a correlation between pSOFA and organ dysfunction number on the first day( R=0.641, P<0.001). There was no correlation between pSOFA and mechanical ventilation time( R=0.124, P=0.240). The area under ROC of severe sepsis predicted by pSOFA was 0.843(95% CI 0.751-0.910, P<0.001), which was better than P-MODS( P=0.03). There was no significant difference between pSOFA and PCIS( P=0.06), as well as PRISM Ⅲ( P=0.30). The area under ROC of pSOFA in predicting the inhospital outcome of sepsis was 0.929(95% CI 0.865-0.973, P<0.001), which was better than P-MODS( P<0.001), PCIS( P<0.001), PRISM Ⅲ( P<0.001). The optimal cut-off value for pSOFA to predict severe sepsis was >8 points(sensitivity 62.8%, specificity 91.7%); the optimal cut-off value for pSOFA to predict inhospital outcome of sepsis was >6 points(sensitivity 93.9%, specificity 77.6%).

ConclusionpSOFA is better than PCIS, PRISM Ⅲ and P-MODS score in predicting the severity and outcome of sepsis in children.Therefore, pSOFA is useful to the diagnosis and treatment of children sepsis.

Children;Sepsis;Pediatrics sequential organ failure assessment
Zhang Jian, Email: mocdef.3ab612hhs0102jz
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引用本文

项龙,王莹,赵列宾,等. 儿童序贯器官衰竭评分预测儿童脓毒症严重程度和预后的临床研究[J]. 中国小儿急救医学,2020,27(12)：887-892.

DOI:10.3760/cma.j.issn.1673-4912.2020.12.002

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儿童脓毒症仍是全球范围内导致儿童死亡的主要疾病之一，具有较高的发病率和病死率。每年全球每10万人中有22例儿童发生脓毒症，每年约新发儿童脓毒症120万例 [ 1 ]。在所有未满18岁的住院患儿中，超过4%患有脓毒症，高收入国家的PICU住院患儿中，约8%患有脓毒症 [ 2 ]。一项纳入26个国家128家医疗机构的前瞻性横断面研究显示：在北美、欧洲、澳大利亚和新西兰，6%～8%的严重脓毒症患儿收入PICU，病死率21%～32% [ 3 ]。目前国际上儿童脓毒症的诊断标准仍采用2005年国际儿童脓毒症委员会基于2002年美国危重病学会(American College of Critical Care Medicine)儿童脓毒症指南 [ 4 ]基础上修订的儿童Sepsis-2版本(以下称儿童脓毒症) [ 5 ]。世界危重症学会(Society of Critical Care Medicine)和欧洲危重病学会(European Society of Critical Care Medicine)已在2016年提出成人国际脓毒症和脓毒性休克第3版(Sepsis 3)定义：已知或可疑的感染导致的宿主炎症反应失控，并出现危及生命的器官功能障碍 [ 6 ]。Sepsis-3摒弃全身炎症反应综合征(SIRS)作为诊断脓毒症的量化指标，使用序贯器官衰竭评分(sequential organ failure assessment，SOFA)量化脓毒症的诊断。但是儿童不同于成人，不同年龄儿童的血压、肌酐明显不同，因此成人SOFA评分量表不能直接用于儿童。
Matics等 [ 7 ]采用儿童Logistic器官功能衰竭评分2(pediatric logistic organ dysfunction score-2，PELOD-2)中的不同年龄分层指标和SOFA相结合，提出儿童SOFA(pediatric SOFA，pSOFA)评分方法。本研究将pSOFA用于符合Speisis-2诊断标准的患儿，旨在评估pSOFA预测儿童脓毒症严重程度和住院期间预后的临床价值。
1　对象与方法
1.1　研究对象
纳入标准：(1)回顾分析2014年2月至2015年1月收入我院PICU符合2005国际儿童脓毒症、严重脓毒症诊断的患儿；(2)年龄在入PICU时符合纠正胎龄>41周的早产儿、<18岁；(3)入住PICU时间≥24 h。排除标准：(1)住PICU时间<24 h；(2)入PICU时纠正胎龄<41周或者≥18岁。脓毒症定义为感染导致的全身炎性反应；严重脓毒症定义为脓毒症诱导的组织低灌注、休克或器官功能障碍。诊断标准依据2005国际儿童脓毒症诊断指南 [ 5 ]。
1.2　研究方法
1.2.1　患儿数据
本研究利用医院电子病历信息库，通过编程获取特征数据和诊疗数据。收集纳入患儿临床资料：性别、年龄、入PICU时生命体征、生化指标、入PICU第1天器官功能障碍数目、是否机械通气、机械通气时间、总住院时间、费用、住院预后。
1.2.2　评分方法
pSOFA评分：参照Matics等 [ 7 ]提出的pSOFA评分；小儿危重病例评分(PCIS)参照文献[ 8 ]；第三代小儿死亡危险评分(PRISM Ⅲ)参照1996年Pollack等 [ 9 ]拟定的PRISM Ⅲ评分标准；采用儿童多器官功能障碍评分(P-MODS)判断器官功能障碍的程度 [ 10 ]。入PICU第1天计算pSOFA、PCIS、PRISM Ⅲ和P-MODS评分。如入PICU当天有多次评分，取最低评分。
1.2.3　观测结局
主要观测结局是患儿住院期间死亡，次要观测结局是发生严重脓毒症(包括脓毒性休克)，还包括住PICU天数、器官功能障碍数目、是否接受机械通气治疗和机械通气天数。
1.3　统计分析方法
采用SPSS 25.0统计软件，正态性检验采用Shapiro-Wilk检验方法，计数资料采用卡方检验，结果以百分比表示。正态分布计量资料用均数±标准差( Mean± SD)表示，组间比较采用 t检验。非正态分布计量数据用中位数(四分位数)[M( P 25， P 75)]表示，组间比较采用秩和检验。正态分布数据采用Pearson相关分析，非正态分布数据采用Spearman相关分析。受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve，ROC)下面积(area under the curve，AUC)评价各评分对预测严重脓毒症和住院预后的敏感性和特异性；采用MedCalc 18.0软件比较研究因素间AUC有无差异。约登指数法评估pSOFA预测严重脓毒症和住院期间预后的最佳预测值；采用双侧检验， P<0.05为差异有统计学意义。
2　结果
2.1　一般资料　本研究共纳入91例脓毒症患儿，其中住院期间存活58例，死亡33例，住院期间病死率36.2%。纳入患儿的临床特征、危重评分见 表1 。
指标 存活( n＝58) 死亡( n＝33) Z/ χ 2值 P值
年龄[M( P 25， P 75)，月] 11.5(3.0，69.0) 13(5.0，31.5) -0.10 0.98
性别(男/女，例) 27/31 27/6 10.8 <0.01
严重脓毒症(例) 17 26 20.7 <0.01
感染部位[例(%)]        
  呼吸 24(41.4) 10(30.3) 1.1 0.30
  血液 20(34.5) 16(48.5) 1.7 0.19
  消化 3(5.2) 3(9.1) 0.1 0.78
  神经 5(8.6) 2(6.1) 0.1 0.96
  泌尿 6(10.3) 0(0) 2.2 0.14
  其他 0(0) 2(6.1) 1.3 0.25
生命体征        
  体温[M( P 25， P 75)，℃] 37.6(37.0，38.3) 37.5(36.7，38.1) -1.5 0.15
  呼吸[M( P 25， P 75)，次/min] 32.5(28.3，45.0) 40(30，50) -1.5 0.12
  心率[M( P 25， P 75)，次/min] 149(129，170) 157(130，167) -0.3 0.74
  PaO 2/FiO 2[M( P 25， P 75)，mmHg] 178.3(102.8，264.8) 131.8(77.4，217.5) -1.9 0.05
  收缩压[M( P 25， P 75)，mmHg] 94.5(83.0，108.0) 94.0(78.4，110.0) -0.2 0.82
肌酐[M( P 25， P 75)，μmol/L] 25.0(10.0，36.5) 25.0(10.5，68.5) -0.3 0.76
胆红素[M( P 25， P 75)，μmol/L)] 210.3(153.9，374.5) 542.1(150.4，1 007.2) -1.6 0.11
血小板[M( P 25， P 75)，×10 9/L] 194.5(52.0，359.5) 105.0(37.5，250.0) -1.8 0.08
评分[M( P 25， P 75)，分]        
  pSOFA 4(3，6) 11(8.5，13) -6.8 <0.01
  PCIS 84(78，88) 78(65.0，82) -3.8 <0.01
  PRISM Ⅲ 6(4，9) 13(9，19) -4.6 <0.01
  P-MODS 2.5(1，5) 6(4，8) -4.1 <0.01
入PICU第1天器官功能障碍数目[M( P 25， P 75)，个] 1(1，3) 2(2，2) -5.7 <0.01
机械通气比例[例(%)] 13(22.4) 26(78.8) 27.3 <0.01
机械通气时间[M( P 25， P 75)，d] 0(0，0) 2(1，7) -4.5 <0.01
总住院时间[M( P 25， P 75)，d] 16(9，25) 5(2，15) -3.8 <0.01
总住院费用[M( P 25， P 75)，万元] 3.6(1.9，5.8) 2.6(1.7，4.0) -1.0 <0.01
存活和死亡脓毒症患儿的临床特征和危重评分
2.2　pSOFA和PCIS、PRISM Ⅲ和P-MODS评分的相关性　pSOFA与P-MODS评分具有最好的正相关性( R＝0.709， P<0.001)，其次是pSOFA和PCIS具有负相关性( R＝-0.511， P<0.001)，pSOFA和PRISM Ⅲ具有正相关性( R＝0.500， P<0.001)( 图1 )。
91例脓毒症患儿pSOFA和P-MODS、PCIS、PRISM Ⅲ的相关性分析散点图
2.3　pSOFA与入PICU第1天发生器官功能障碍数目的相关性　pSOFA与入PICU第1天发生器官功能障碍的数目具有相关性( R＝0.641， P<0.001)；pSOFA与机械通气天数无相关性( R＝0.124， P＝0.24)( 图2 )。
91例脓毒症患儿pSOFA和入PICU第1天器官功能障碍数目和机械通气时间相关性分析散点图
2.4　pSOFA、P-MODS、PCIS、PRISM Ⅲ对严重脓毒症的预测效力　pSOFA预测严重脓毒症的AUC为0.843(95% CI 0.751-0.910， P<0.001)，优于P-MODS(AUC 0.762， P＝0.03)与PCIS(AUC 0.743， P＝0.06)和PRISM Ⅲ(AUC 0.793， P＝0.3)预测严重脓毒症AUC差异无统计学意义( 图3 )。
pSOFA、PCIS、PRISM Ⅲ、P-MODS预测严重脓毒症ROC曲线
2.5　pSOFA对脓毒症住院期间死亡的预测效力　pSOFA预测脓毒症住院期间死亡的AUC为0.929(95% CI 0.865-0.973， P<0.001)，优于P-MODS(AUC 0.758， P<0.001)、PCIS(AUC 0.742， P<0.001)和PRISM Ⅲ(AUC 0.788， P＝0.01)预测脓毒症住院期间死亡的效能( 图4 )。
pSOFA、PCIS、PRISM Ⅲ、P-MODS预测住院期间死亡ROC曲线
2.6　pSOFA的最佳预测值pSOFA预测严重脓毒症的最佳预测值是>8分(敏感性62.8%，特异性91.7%)；pSOFA预测脓毒症住院期间死亡预后的最佳预测值是>6分(敏感性93.9%，特异性77.6%)。
3　讨论
研究已经证实，SIRS对成人脓毒症患者鉴别和危险分层的敏感性和特异性不足 [ 11 ]。而SOFA在成人患者中预测感染和住院病死率优于其他评分 [ 12 ]。因此，Sepsis-3将SOFA作为脓毒症诊断中量化器官功能的评估方法。
SOFA是基于成人的数据，而不同年龄儿童的器官功能正常值是不同的 [ 13 ]，因此SOFA评分在儿童中的使用受到限制。儿科医师有必要寻找一种可有效评估儿童年龄分层的器官功能评分方法，用于儿童脓毒症的器官功能评估。PELOD和PELOD-2评分曾用于感染患儿器官功能评估，并用于预测该类患儿的住院病死率 [ 14 , 15 ]。2017年Matics等 [ 7 ]整合PELOD-2评分中心血管系统和肾功能指标的年龄分层方法，再根据Khemani等 [ 16 ]提出的儿童SpO 2/FiO 2评估肺损伤的年龄分层指标，修改SOFA评分，提出pSOFA评分。
目前除Matics版的pSOFA评分外，还有Schlapbach和Shime两种版本pSOFA评分，尚无统一标准。Schlapbach等 [ 17 ]根据既往PELOD-2曾用于儿童感染和脓毒症患儿器官功能评估的情况，将pSOFA中收缩压的参考值参照2005国际儿童脓毒症和脓毒性休克指南中推荐的年龄分层收缩压，即儿童年龄分层收缩压第5百分位参考值。Schlapbach版pSOFA推荐血压、肾功能年龄分组为<2岁、2～5岁、6～12岁、13～18岁，但实际上大部分PICU患儿年龄<2岁。因此，Schlapbach版的pSOFA未被广泛应用。Shime等 [ 18 ] 2017年提出另一版pSOFA评分方法，将平均动脉压代替收缩压，并提出新的年龄分组和年龄相关的肌酐值，这一版本的pSOFA到目前还未被临床应用。
Matics等 [ 7 ]比较了pSOFA和PELOD、PELOD-2用于预测儿童脓毒症预后的效力，共纳入6 303例脓毒症患儿，8 711人次住院，其中8 482人次住院期间存活；结果显示入PICU当日pSOFA预测住院期间死亡预后的AUC为0.95(95% CI 0.92-0.95)，优于PELOD( P＝0.001)和PELOD-2( P＝0.02)。Zhong等 [ 19 ]研究PICU中脓毒症患儿pSOFA(Matics版)和PELOD-2、P-MODS评分的相关性，结果显示入PICU第1天pSOFA和PELOD-2评分预测儿童脓毒症住院期间死亡预后AUC值差异无统计学意义(0.937比0.916， P>0.05)。因此，Matics等提出的pSOFA评分对儿童脓毒症器官功能的评估是可行的。基于此，本研究选用Matics等提出的pSOFA方法。
本研究根据本中心实际情况选择PCIS、PRISM Ⅲ和P-MODS评分作为pSOFA评估儿童脓毒症严重程度和预后的对照指标。上海市4家PICU脓毒症调查分析结果已证实PCIS对儿童脓毒症的严重程度和预后判断具有指导意义 [ 20 ]。PRISM Ⅲ和P-MODS在国内外儿童危重症领域广泛应用 [ 9 , 10 ]。本研究结果显示，针对儿童脓毒症定义和诊断，pSOFA和P-MODS的相关性最佳。ROC分析发现pSOFA预测严重脓毒症优于P-MODS；pSOFA预测脓毒症住院期间死亡预后优于P-MODS、PCIS和PRISM Ⅲ。这与Matics等 [ 7 ]、Zhong等 [ 19 ]的研究结果一致。pSOFA和P-MODS两种评分都是基于器官功能指标的评分方法，二者虽然相关性较好，但pSOFA对于儿童脓毒症严重程度和预后的预测效能更高；pSOFA与PRISM Ⅲ相关性不佳，且pSOFA预测脓毒症严重程度并未优于PRISM Ⅲ，可能原因是PRISM Ⅲ本是作为预测儿童危重症评价预后的，而不是器官功能评价指标。因此，pSOFA可作为儿童脓毒症器官功能的评价指标，可有效预测儿童脓毒症严重程度以及住院期间的预后。但是在PICU所有患儿的疾病严重程度预测中，pSOFA不能完全代替PRISM Ⅲ。目前尚无pSOFA比较PCIS预测儿童脓毒症严重程度和预后的研究。本研究结果显示pSOFA对儿童脓毒症诊断的效能较PCIS更好，但两者对预测儿童脓毒症严重程度无差别。因此，对于儿童脓毒症乃至危重症，不仅需要pSOFA评分，也需兼顾PCIS和PRISM Ⅲ综合评估疾病的危重程度。
Matics等 [ 7 ]报道pSOFA预测儿童脓毒症住院期间死亡的最佳临界值是>8分。Zhong等 [ 19 ]报道pSOFA预测儿童脓毒症住院期间死亡的最佳预测值是≥5分。本研究发现pSOFA预测儿童脓毒症住院期间死亡的最佳预测值是>6分。可能的原因是每项研究存在异质性，样本量不同，纳入患儿的基础疾病也不相同。因此，pSOFA预测脓毒症预后的最佳预测值，值得进一步研究。
最近有研究动态评估pSOFA在PICU的应用。Kwon等 [ 21 ]将Matics版pSOFA用于评估PICU儿童造血干细胞移植(hematopoietic stem cell transplantation，HSCT)的预后，计算入PICU当天pSOFA值、住院期间最大pSOFA值、△pSOFA(最大值-入PICU当天值)；△pSOFA预测HSCT后转入PICU死亡的AUC值为0.850(95% CI 0.733-0.966)、△pSOFA≥7分是预测HSCT后转入PICU死亡的最佳值。进一步的数据分析发现，虽然感染和呼吸衰竭是HSCT后患儿转入PICU的重要原因，但是神经系统( OR 2.27，95% CI 1.32-3.93)、心血管系统( OR 2.69，95% CI 1.21-5.99)并发症是导致该类患儿死亡的重要因素。
成人Sepsis-3定义的提出，标志着脓毒症的诊治从SIRS走向SOFA时代。对脓毒症的诊治更立足于器官功能状况及其保护。复苏目标也从Rivers等 [ 22 ]提出的针对机体大循环的液体复苏策略走向更为精细的微循环和器官水平 [ 23 ]。在2020版拯救脓毒症运动(Surviving Sepsis Campaign)儿童脓毒症国际指南中，虽已提及儿童脓毒症相关器官功能障碍的定义 [ 24 ]，但是，由于无国际标准化pSOFA方案，新指南仍未将儿童脓毒症的定义升华到Sepsis-3的层面 [ 25 ]。正如Kawasaki等 [ 26 ]的呼吁：目前定义标准化的pSOFA、甚至儿童Sepsis-3，需要全球范围内儿童重症专家的共同参与。
本研究的局限性：(1)单中心的回顾性研究，样本具有局限性；(2)样本量偏少，数据代表性有一定缺陷；(3)缺乏连续和动态的pSOFA评分对脓毒症严重程度和预后的分析。
综上所述，我们目前的研究结果显示：pSOFA较PCIS、PRISM Ⅲ和P-MODS评分可更好地预测儿童脓毒症严重程度。在未来，应开展大样本多中心甚至采用结合真实世界机器学习的方法，开展脓毒症预测模型相关研究及前瞻性研究以评价pSOFA预测儿童脓毒症严重程度和预后的价值。
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备注信息
A
张建，Email： mocdef.3ab612hhs0102jz
B
所有作者均声明不存在利益冲突
C
上海市科学技术委员会 (19441904400)
上海市经信委 (上海市人工智能试点应用场景)
浦东新区科技发展基金 (RKJ2018-Y43)
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