生物监测的乙酰胆碱酯酶(疼痛)活动小农园艺农民职业性暴露混合物在坦桑尼亚的杀虫剂

文摘

生物监测农药暴露目前已成为公众关注的问题由于农药的潜在的健康影响。本研究评估水平的乙酰胆碱酯酶抑制(疼痛)和相关的健康影响在不受控制的小农农业系统在农村坦桑尼亚。90暴露的横断面研究农民和园艺61 nonexposed控制区域。结构化问卷管理的,10的毛细管血液样本μl是用来测量疼痛活动使用红细胞乙酰胆碱酯酶测试伴侣光度分析仪设备(400)。一个多元逻辑回归模型被用来研究农药接触的决定因素。这项研究表明,小农职业性暴露于杀虫剂。接触农民水平显著降低疼痛。使用个人防护装备(PPE)没有显著减少疼痛抑制的可能性。女人,年轻的和年长的农民,和体重,超重和肥胖的农民增加疼痛抑制的风险。增加(10岁)疼痛抑制的可能性增加了6.7%,而降低BMI疼痛抑制的可能性增加了86.7%,而增加农药接触时间的风险增加有降低疼痛在3倍左右。暴露的症状(14.10±7.70)的数量比未曝光的高暴露的农民。自述症状是确认关联降低疼痛。普遍存在的疲劳(71.6%对15.5%),疲劳(64.8%对27.6%),关节疼痛(59.1%对20.7%),口渴(52.3%对12.1%),皮肤过敏(52.1%对17.2%),唾液分泌和腹痛(分别为50%,8.6%和31.0%),肌无力(47.7%对24.1%),记忆丧失(47.7%和29.3%)显著不同暴露和控制之间的关系。 This study provides useful information regarding the level of occupational and environmental exposure to pesticides in smallholder horticultural production systems. Pesticides use needs to be controlled at farm level by developing pesticides monitoring and surveillance systems.

1。介绍

农药的使用在控制作物害虫和促进农业生产增加了在最近的过去由于其快速击倒效果(1]。小农园艺生产系统构成主要界别分组,杀虫剂是高度使用。不受控制的自然,穷人使用个人防护设备和缺乏足够的知识关于杀虫剂的使用会导致严重的健康后果2]。

有机磷(OPs)和氨基甲酸盐(CA)是最常用杀虫剂的家庭(3- - - - - -5]。这些化合物是antiacetylcholinesterase和内分泌干扰物质。行动和CA发挥其毒性通过干扰乙酰胆碱水解的正常功能,突触反应的必要任务和一个重要的神经递质在自主和中枢神经系统6,7]。高接触这些化学物质会导致神经毒性以及降低乙酰胆碱酯酶(疼痛)活动8- - - - - -10]。激素的变化,精子异常,卵巢和鸡蛋生产、神经系统、胃肠道、皮肤和呼吸道表现在许多其他影响与乙酰胆碱抑制由于有机磷农药暴露(11,12]。

直接和长时间接触农药的人有更多的风险暴露(13]。暴露的风险增加服装是农药积累的结果,皮肤,和靴子后喷涂领域以及吸入暴露通过喷渣和喷雾偏差(14]。喷洒农药混合物而不是推荐喷洒农药标签练习培养职业暴露(1,15]。

在评估潜在的人类暴露于化学物质作为胆碱酯酶抑制剂,红细胞血胆碱酯酶(疼痛)测试完成建立接触的水平(10,16,17]。疼痛抑制提供了一个有用的农药暴露生物标志物和毒性在人体内,表明农药中毒的严重程度(18,19]。但由于个人间变化疼痛生物监测远远高于个体内的变化在格瓦拉在正常人群中20.),一个举措建立接触水平的严重程度可能会高估或低估了实际的接触。

目前,一些疼痛研究从坦桑尼亚进行传统的经济作物,包括咖啡、商业化茶庄园,和花行业针对暴露的农民只(21,22]。在一项研究中,133年疼痛的水平无显著差异之间的咖啡和棉花小农农业(喷涂)和非农(nonspraying)季报告21]。此外,商业化的农民茶庄园和花卉行业职业性暴露在杀虫剂,但未曝光控制团体并不包括在这两种情况下。最近的研究在阿鲁沙评估农药的健康症状暴露在花和洋葱农药涂抹器显示神经健康症状和疼痛抑制(23]。可用的研究评估暴露农民只和家庭调查数据检查农药接触对健康的影响;因此,需要使用客观的方法来评估健康的影响农药接触使用未暴露的个体作为对照组。

由于暴露水平的差异,使用的农药类型、监管机制、农药混合物成分、地理行为,和农业人口的人口学特征区域,很难概括和比较发表的研究[24,25]。因此,本研究的目的是评估比较水平的农药暴露通过确定疼痛水平和影响因素农药暴露在小农园艺在坦桑尼亚,描述pesticides-handling实践和风险行为和获得一个疼痛抑制和自述症状之间的联系。研究比较暴露和自述症状水平与农民和对照组之间的疼痛程度,补充之前的研究,未曝光的对照组没有包括在内。

2。材料和方法

2.1。研究设计

这是一个比较横断面研究在职业暴露于杀虫剂和90农民还要61健康人(对照组)与社会经济特征。参与者从普通人群中选择控制混杂因素的影响包括生活方式,暴露在x射线,饮食习惯,国米和个体内的变化,疼痛抑制天气和地理特征。然而,这项研究试图最小化这些限制通过有目的的选择匹配的对照组人口学特征、地理位置以及调整年龄和体重指数的多元分析。这种比较在绘画中使用对照组的确凿证据农药暴露在一些研究报告(8,10,26- - - - - -30.]。

2.2。样本容量和抽样程序

Kilolo(例)和Ngarenanyuki(阿鲁沙)故意选择基于园艺生产力和化学合成农药的广泛使用。园艺农民从列表中随机选择的家庭提供的各自村政府官员。样本选择基于农民参与小农园艺生产的比例。根据坦桑尼亚2012人口和住房普查,Kilolo记录218130年Ngarenanyuki 20379农民。

入选标准包括个体参与农药处理职业和工作在一个喷涂领域,以前喷洒在上周调查,或有中/庄稼喷洒杀虫剂在同一时期。排除标准包括那些不直接参与处理农药在pesticides-related活动工作。对照组是故意选择基于标准,没有一个人最近暴露于农药或以前的职业接触杀虫剂和与年龄,性别,和其他人口统计学变量。这个群体包括办公室员工和店主暴露个人住在同一地区。

本研究中使用的样本大小是基于以前的研究表明,最小样本量的30农民足以检测乙酰胆碱酯酶活性的差异农业和非农组之间和90年的收益率超过80% (10,17]。总共有90暴露和90未曝光个人招募了。未曝光的集团29个人不符合入选标准,因此,从样本中删除。因此,样本量61未曝光的个人使用。

2.3。数据收集

结构化问卷包含关闭和开放式的问题是管理健康调查的参与者。先前的研究中使用问卷(21)是使用少量修改以适应当前的研究。这个改进问卷20个人从一个村庄中进一步进行预测研究领域,最后从样本中删除。收集的信息包括杀虫剂,农药使用实践和处理,应用频率、地区喷洒,使用PPE和风险行为。人口统计信息和农民习惯和生活方式(年龄、性别、饮酒和吸烟)也被收集。评估暴露症状对运维CA是通过一个随机的38个不同症状典型的行动和CA曝光。人体测量(身高和体重)也确定了身体质量指数(BMI)、计算和分类使用四个标准体重过轻,正常、超重和肥胖。进行野外观察观察农药混合处理,使用PPE的类型和处理方法的空杀虫剂容器。

3所示。乙酰胆碱酯酶测定(疼痛)的抑制作用

3.1。血液样本收集和处理

根据程序收集的血液进行了解释为棉花等。17和纽帕妮等。10]。红细胞乙酰胆碱酯酶测试伴侣光度分析仪设备(400)被用来测试基于生产胆碱酯酶抑制的标准方法(31日),即10的毛细管血液样本μl是用来测量疼痛活动标准化对全血血红蛋白。这haemoglobin-adjusted红细胞乙酰胆碱酯酶活性(问)在(U / g Hb)测量,用于描述风险的水平。

3.2。数据分析

统计分析的数据是使用SPSS 22.0计算机软件完成的。描述性统计如频率,百分比,意思是,和标准差进行总结研究人群的特征,并作为结果(均值±标准差)。协会的危险行为,包括吸烟、饮食和使用个人防护用品,BMI, haemoglobin-adjusted红细胞乙酰胆碱酯酶活性(问)是使用卡方测试完成的。单向方差分析测试用于确定影响因素haemoglobin-adjusted红细胞乙酰胆碱酯酶活性(问)在暴露和对照组,一分为二分为两类。第一类是“抑制”(24.5 - -31.3 U / g Hb),第二个是“严重抑制”(< 24.5 U / g Hb)。暴露组的分界点为24.5 U / g使用Hb。这是推荐的指南从热带农药研究所(TPRI),这是监管阈值水平表明暴露(TPRI, 2000)。学生的t测试是用来比较的显著差异水平的农民和对照组之间的接触而卡方检验是用来测试的症状和疼痛抑制之间的联系。

多元逻辑回归分析与结果变量,疼痛程度的概率低,被用来确定疼痛抑制的关键的解释因素。显著水平的结果是接受的 。下面的逻辑回归模型与虚拟变量来控制任何个体差异是: 农药暴露在哪里疼痛抑制表示测量的低或高问水平,如下一SD一分为二的意思问,即,at the 25.2 U/g Hb. For the explanatory variables, age is the age category of farmers, BMI is the WHO body mass index categories, WEP is the working experience with pesticides, and AAS is the average area sprayed per day in acres. Furthermore, CHP is the contact (working) hours with pesticides, SBP is the spraying break period before embarking on another intensive spraying season, andε表示未知的变量。

3.3。道德的间隙

伦理是来自坦桑尼亚的国家医学研究所(指出)参考编号NIRM /总部/ R.8a / Vol.IX / 2742。农民和未暴露的个人每个签署书面同意书的血液测试和参与研究。

4所示。结果

这项研究涉及了108名参与者从43例(71.5%)和坦桑尼亚的阿鲁沙地区(28.5%),在小农园艺生产实践。从曝光,90年绘画比较结果暴露农民(59.6%)和61名对照组(40.4%)参与这项研究。农业人口通常被发现年轻。占主导地位的年龄是30至39年,而平均年龄(38.74±12.72)岁(平均±标准差),由男性(73.5%)相比,女性(26.5%)。略高于半数(53.6%)已经使用杀虫剂十多年了,(27.5%)5 - 9年来,如表所示1,显示研究人群的人口学特征。

农药中有机磷和氨基甲酸盐(97.6%)(54.1%)构成的主要化学组成的家庭园艺生产中使用的农药主要杀虫剂和杀真菌剂(69.0%)(30.1%)。其他包括取代苯、拟除虫菊酯和有机氯(表2)。此外,85.5%的所有注册的杀虫剂使用属于二类(中度危险)风险分类的杀虫剂,其余属于谁类U(可能存在急性危害在常规使用)。

使用个人防护装备(PPE)并不是普遍的农民。农民都没有完整的身体保护,大多数(85.7%)部分保护,而14.3%的人完全不受保护的。橡胶靴被农民主要的PPE广泛使用(83.3%)。尽管如此,洋葱生产的农民没有穿橡胶靴完全避免洋葱鳞茎的破坏。此外,手套(92.9%)、呼吸机(95.2%)、口罩(90.5%)、护目镜(97.6%),和工作服/大衣(92.3%)没有(表中使用杀虫剂处理3)。的t以及显示无统计差异之间的疼痛抑制农民没有保护和那些部分覆盖自己在喷涂( )。

疼痛测试的结果表明,接触农民减少疼痛活动(28.05±3.88 U / g Hb)与对照组(32.87±4.36 U / g Hb)。暴露的疼痛抑制农民(67.8%)记录24.5 - -31.3 U / g Hb与对照组相比(39.3%)。此外,15.6%的农民暴露疼痛水平小于24.5 U / g Hb与对照组(表中4)。暴露的水平的差异具有统计学意义( )暴露和对照组之间,标志着职业接触农药。女性疼痛水平主要参与除草和园艺作物的收获相比,暴露男人低及其对应的女性从对照组(表5)。

身体质量指数(BMI)影响农民接触杀虫剂。接触农民低BMI水平显著降低疼痛。一半(50%)的暴露下的农民谁体重类别(体重指数< 18.5公斤/米²)记录疼痛< 24.5 U / g Hb相比之下,只有7.9%的暴露,但与正常体重指数(18.50 - -24.99公斤/米²)。卡方测试显示统计学意义之间的联系接触水平来衡量问和BMI在暴露组( )。此外,疼痛抑制显示一个显著的趋势,随BMI类别( )。疼痛活动得多郁闷体重(26.73±5.56 U / g Hb)超重(27.32±4.95 U / g Hb)和肥胖(21.90 U / g Hb)与正常BMI-exposed个人(28.37±3.32 U / g Hb),如表所示6。

岁农民农民中胆碱酯酶抑制的影响。疼痛水平较低的年轻农民不到20年的时间(23.08±2.84 U / g Hb),和年长的农民60岁及以上(25.20±2.34 U / g Hb)与30—39年,40至49年的中年农民(29.88±3.58 U Hb / g和28.63±6.34 U / g Hb)(表7)。年龄和疼痛抑制之间的关系是统计学意义( ),建议年轻的和年长的年龄增加农药的脆弱性暴露风险。方差分析(方差分析)测试表明,农民接触杀虫剂农民之间没有显著差异与不同的工作经验和处理农药( )。然而,暴露了农民与1 - 4年的工作经验在喷洒杀虫剂的和处理疼痛略低(28.82±2.97 U / g Hb)与工作之间的5和9年(30.69±3.23 U / g Hb)十年及以上(30.47±5.07 U / g Hb),但是差异没有统计学意义。

逻辑回归分析结果表8表明,年龄的增加间隔(10年)的风险降低疼痛增加6.7%(比值比(或)= 1.067;95%置信区间:0.864;1.319),而BMI增加风险的概率降低1%的疼痛水平低86.7% (OR = 0.867;95%置信区间:0.502;1.496)。每天平均农场面积的减少喷洒的概率降低农民有疼痛水平较低(OR = 0.001;95%置信区间:0.000;0.372)。农民与长时间工作的概率大约3倍的疼痛水平较低(OR = 3.497;95%置信区间:1.080; 11.322).

危险行为分析表明,农民意识到和避免暴露风险的行为。饮食、吸烟和饮酒而喷洒没有农民普遍行为。只有22.6%和27.4%的农民在农药喷洒,吃饭喝水。同样,吸烟并不普遍;在农药喷洒96.4%不吸烟(表9)。没有统计学差异的胆碱酯酶抑制水平农民吃( )和喝( )和那些吸烟在喷涂( )。

共有38个临床表现,典型症状为有机磷和氨基甲酸盐曝光,为农民。接触农民报道更多的暴露症状比对照组(分别为14.10±7.70与6.48±6.62)。此外,40.9%的暴露农民报告10 - 19暴露症状与对照组的27.6%。相反,没有暴露农民报道任何暴露症状而24.1%的个人从控制报告没有暴露的症状。超过四分之一(27.3%)的暴露农民报道20及以上接触农药暴露(表的症状10)。数量没有显著差异的暴露症状之间农民部分覆盖和那些完全暴露在杀虫剂处理( )。

最报道暴露症状明显暴露和对照组之间的不同包括疲劳(71.6%和15.5%),疲劳(64.8%比27.6%),关节疼痛(59.1%和20.7%),口渴(56.8%比12.1%),头痛和弱点(52.3%和34.5%)、皮肤过敏(51.1%和17.2%),唾液分泌(50.0%和8.6%),和腹痛(50.0%比31.0%),如表所示11。暴露和控制之间的比较分析表明数量的统计上的显著差异暴露症状报告( )。没有预期的症状与胆碱酯酶抑制剂暴露没有发现更常见的在暴露的农民。其中包括食欲不振、流泪、意识丧失,呕吐不直接与暴露的症状。只有两组之间的那些显著不同因暴露于杀虫剂。

此外,结果显示统计学意义协会( )暴露的数量之间的症状和疼痛抑制水平。这表明农民有更多的症状更可能有低水平的疼痛(表12)。

5。讨论

本研究发现有机磷和氨基甲酸酯农药构成主要的杀虫剂使用。据报道,但这些农药负责大部分的急性中毒病例(32,33]。类似的杀虫剂在坦桑尼亚之前报道(21,34)、巴西(35),澳大利亚(17),和尼泊尔10]。有机磷和氨基甲酸酯农药都是cholinesterase-inhibiting化学物质诱导神经毒性效应。先前的研究已经报道,职业接触行动和CA导致减少乙酰胆碱酯酶(疼痛)活动9]。疼痛中透露的低水平暴露农民表明暴露于行动,氨基甲酸盐或行动和氨基甲酸盐的混合物。

降低疼痛水平暴露农民明显与DNA损伤有关,活性氧(ROS),压力和提高微核频率(5,10,36- - - - - -38),这表明暴露农民显著降低疼痛的风险基因毒性杀虫剂暴露的影响。类似的发现之前报告(9,28,32,39),但在本研究中观察到的水平略小于疼痛抑制报道在印度尼西亚农业工人(40]。相反,发现从爱荷华州和北卡罗莱纳以及澳大利亚,显示无统计差异之间的疼痛水平暴露和未暴露的个人17,41]。这可能解释了大多数发展中国家的农民依靠杀虫剂的使用相对便宜但剧毒虽然使用杀虫剂是高度管制和监控在发达国家。

不同的男人和女人之间的暴露程度。女性农民,主要是参与除草和园艺作物的收获,比男人更暴露在这项研究中,支持女性弱点暴露于行动和CA。这些研究结果支持先前的研究从泰国、印度和印度尼西亚(14,42,43]。女性更暴露于农药涂抹器,可能是因为安全培训和个人防护用品的使用通常是低,和暴露的持续时间可能高于涂抹器。同样的,女性被认为风险更低的工作;因此,他们得到更少的保护从农药暴露25,44]。

对农药暴露也增强了他们的更大的相对脂肪质量;因此,较大的体积分布为亲脂性的有机磷,特别容易储存在脂肪组织45]。女性与男性之间的惊人的胆碱酯酶抑制证明进一步研究其遗传损伤可能的基因毒性的农药暴露。也需要进一步的研究来探讨农药影响妇女生育水平和coexposure妇女和他们的孩子的女性倾向于工作,而他们的婴儿。

这一趋势在营养状态对观察暴露水平。农民与低BMI(体重)和较高的BMI指数(超重和肥胖)显著降低疼痛的水平。观测到的暴露的水平变化可能直接与身体功能受损为营养不良和过剩的人。需要进一步研究这些结果进一步保证机制,包括基因毒性分析组间和不同营养状况。

饮食和吸烟增加口腔暴露的风险。这些危险行为,包括喝农药处理期间,没有农民的惯例。只有22.6%的农民报告期间吃农药喷洒。这是远低于农民的比例(60%)在一项研究报告从贝宁5]。缺乏显著性差异水平之间的接触农民饮食和吸烟和那些没有报道,因此,表明暴露的主要途径是通过皮肤接触。农民避免饮食和吸烟在喷洒表明他们对风险行为的认识。

从人口结构参数研究,年龄影响疼痛的水平。年轻的和年长的农民之间的变化观察年轻和年长的农民明显有疼痛水平较低而中年农民。这是相反的研究报道在贝宁(5),农民的年龄没有显著影响疼痛的程度。杀虫剂的酶参与代谢可能是非常容易受到抑制的不成熟的免疫(青年)和破坏免疫力(老年人),这表明身体免疫力可能脆弱性和敏感性的一个诱发因素暴露于杀虫剂。

农民接触杀虫剂与农民的工作时间没有显著差异在处理农药。这些研究结果并不支持巴基斯坦的一项研究[46)公布了强劲的关系工作期间在农业和毒死蜱和硫丹的水平。农民中观察到的相似之处暴露水平与不同的工作经验和杀虫剂可能归因于不良农药使用行为。太没经验农民也同样暴露pesticide-deriving经验和类似的健康影响。同样,曝光模式可能会改变其不知道他们使用胆碱酯酶抑制剂。

增加区域喷洒药物被发现会增加疼痛水平较低的概率。正如所料,长时间工作的农民有高暴露风险。增加操作时间导致农药接触时间增加,最终促进皮肤接触的速度从湿衣服和泄漏喷洒设备,观察到在这个领域。同样,观察增高无统计学意义协会,暴露风险相对较高的农民中,喷洒不打破,因为所需的时间解放酶(疼痛)抑制比新酶的合成所需的时间,这是接触后30天以上46]。农民打破一个多月有更多的时间恢复和代谢解毒酶的行动。打破之前的合理时间内着手强化喷涂季节可能减少暴露在农民。

农民的农药处理实践观察增加农药暴露的风险。农药接触观察到对健康的影响在当前研究中可能部分归因于糟糕的个人保护装备(PPE)。个人防护用品的使用个人保护暴露的是一个重要的方面,因为大多数有机磷高度脂溶性药物,从皮肤吸收很好25]。这项研究的结果表明,PPE没有显著减少农药的使用曝光。微不足道的差异部分,保护农民表明PPE不是有效地使用,因为有效使用PPE的报道从农药减少健康危害6,47,48]。使用和质量差的PPE使用也占微不足道的贡献减少暴露在农民。

普通民众的环境暴露于农药由于适度疼痛抑制控制。类似的结果在巴基斯坦先前报道,库区是暴露(49]。膳食暴露被认为是主要的接触途径。消费pesticides-contaminated作物和农药在环境的可用性造成不良处理过时和空杀虫剂容器可能占这个曝光,认股权证的关键评估安全的园艺作物在坦桑尼亚当地生产和消费。

更暴露的症状被报道中暴露与对照组相比,类似于以前的结果报道在尼泊尔,越南和印尼(10,43]。然而,这项研究报告的数量远远高于症状的平均数量在文献综述6,50]。盛行的疲劳、疲劳、关节酸痛、口渴、皮肤过敏、唾液分泌和腹部疼痛,肌肉无力,记忆力丧失表明慢性神经行为学和神经毒性效应与赤字性能和神经功能异常(51]。之间的显著关联的症状和疼痛的程度,事实上,我们的“假”症状并不高;这证实了所观察到的症状是从职业接触农药。因此,统计上的显著差异数量的症状暴露和对照组之间职业暴露于杀虫剂进一步表明,农民们还要在研究领域,提高农业社区的公共卫生问题。

6。结论

最近,没有接触生物监测评价这种通过比较暴露在坦桑尼亚和未曝光。本研究提供的证据不受控制的小农园艺生产系统接触杀虫剂。疼痛的减少水平和积极的协会与一些暴露症状暴露农民表示,农药暴露对健康的影响是真实在坦桑尼亚农业人口。女性,年轻的(不到20年)和年长的农民(60岁以上),那些身体质量指数较低,和肥胖都是农药暴露的风险增加。减少疼痛水平对照组表明,普通人群中农药环境暴露的风险是由于农药在环境中,食物链,和水。

农药使用,因此需要控制的工人和非职业人群暴露通过其他途径开发农药环境污染的监测和监测系统。尤其是妇女能力建设工人,自我保护和遵守pre-entre re-entre时期,应该强调农业社区。定期监测农药接触政策是至关重要的。农药暴露纳入国家卫生和流行病学调查考虑农药接触作为一个公共卫生的农业人口将提高公众认识担忧杀虫剂接触。

数据可用性

研究的法律规定允许按照国家医学研究所(指出)限制公共道德问题的原始数据共享和访问。然而,作者要求数据可能与通讯作者联系寻求帮助。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

作者的贡献

JK参与这项研究的设计和写的描述所使用的分析方法,参与数据收集,收集的样本,样本分析,进行了统计分析,写了初稿的手稿。ES参与研究的设计和监督样本收集、准备并提供有价值的见解初稿的手稿。操作系统参与给予见解,数据解释和精炼的手稿。PN监督整个研究工作,参与这项研究的设计,监督统计分析,为修订手稿提供了宝贵的洞察力。所有作者都阅读和批准了手稿。

确认

作者传达真诚的赞赏区农业官员例阿鲁沙,村庄扩展人员,卫生官员在Kilolo和Ngarenanyuki组织农民和促进生物样本的收集和存储。作者还扩展他们衷心的感谢国家医学研究所(指出)在坦桑尼亚批准和伦理间隙进行这项研究。研究小组承认热带农药研究所(TPRI)提供技术和实验室设施在实地调查和实验室测试。研究由研究中心、农业发展、教学卓越和可持续发展粮食和营养安全(创建)纳尔逊·曼德拉非洲科技机构(NM-AIST),坦桑尼亚阿鲁沙市。

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