Inhaltsverzeichnis. I Grundlagen. II Immunologie. 1 Die Medizinische Mikrobiologie im 21. Jahrhundert 3. 7 Zellen des Immunsystems 40

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1 XV I Grundlagen 1 Die Medizinische Mikrobiologie im 21. Jahrhundert 3 S. Suerbaum, H. Hahn 1.1 Gegenstand Aufgabenstellung Heutige Bedeutung 4 2 Ursprung der Medizinischen Mikrobiologie 7 P. Klein ( ),, H. Hahn 2.1 Vormedizinische Mikrobiologie Experimentelle Mikrobiologie 8 3 Pathogenität und Virulenz 11 S. Bhakdi, H. Hahn, K. Miksits 4 Infektion 13 S. Bhakdi, H. Hahn, K. Miksits 4.1 Grundlagen/Begriffsklärung Der Mikroorganismus als Erreger Ablauf einer Infektion: Pathogenese und Rolle der Virulenzfaktoren Grundtypen erregerbedingter Krankheiten 23 5 Physiologische Bakterienflora: Kolonisationsresistenz, endogene Opportunisteninfektionen; Probiotika 26 W. Bär 5.1 Regulation der physiologischen Bakterienflora Wirkung der Normalflora Die bakterielle Normalsiedlung im Einzelnen Iatrogene Störungen der Mikroökologie Änderung der Mikroökologie aus therapeutischen Gründen Probiotika 30 II Immunologie 6 Grundbegriffe Immunität Epitope für Antikörper Antigen-Antikörper-Reaktion Antigene für Antikörper Zelluläre Immunität Angeborene Resistenz 38 7 Zellen des Immunsystems Hämatopoese Polymorphkernige Granulozyten Lymphozyten Zellen des mononukleär phagozytären Systems Antigenpräsentierende Zellen 43 8 Organe des Immunsystems Thymus Bursa Fabricii und Bursa-Äquivalent Lymphknoten Diffuses lymphatisches Gewebe Milz Lymphozyten-Rezirkulation 46 9 Antikörper und ihre Antigene Antikörper Antigene für B-Lymphozyten Antikörper als Antigene Mitogene Adjuvanzien Verlauf der Antikörperantwort Polyklonale, oligoklonale und monoklonale Antikörper Stärke der Antigen-Antikörper-Bindung Kreuzreaktivität und Spezifität Folgen der Antigen-Antikörper-Reaktion in vivo Die klonale Selektionstheorie als Erklärung für die Antikörpervielfalt Genetische Grundlagen der Antikörperbildung Komplement Übersicht Der klassische Weg Die terminale Effektorsequenz Der alternative Weg Der Lektin-Weg Anaphylatoxine 66

2 XVI 11 Antigen-Antikörper-Reaktion: Grundlagen serologischer Methoden Bildung sichtbarer Antigen-Antikörper-Komplexe Nachweis der Antigen-Antikörper-Reaktion durch markierte Antikörper Blutgruppenserologie Haupt-Histokompatibilitäts-Komplex Übersicht Genetik des MHC Biochemie der MHC-Moleküle T-Zellen T-Zell-abhängige Effektorfunktionen Antigenerkennung durch T-Lymphozyten T-Zellrezeptor T-Zellpopulationen und ihr Phänotyp Antigenpräsentation und T-Zell-Antwort Endogene, exogene Antigene und Superantigene Helfer-T-Zellen und Zytokinsekretion Zytokine Akzessorische Moleküle Zytolytische T-Lymphozyten Regulatorische T-Lymphozyten Die wichtigsten Wege der T-Zell-abhängigen Immunität Mononukleäre Phagozyten und antigenpräsentierende Zellen Phagozytose Intrazelluläre Keimabtötung und Verdauung Das mononukleär-phagozytäre System Rezeptoren und Oberflächenmarker Sekretion Makrophagenaktivierung Antigenpräsentierende Zellen im engeren Sinn Immunpathologie Entzündung und Gewebeschädigung Spezifische Überempfindlichkeit Autoimmunerkrankungen Transplantation Defekte des Immunsystems und Immunmangelkrankheiten Infektabwehr Infektionen mit Bakterien, Pilzen und Protozoen Virusinfektion Strategien der Erreger gegen professionelle Phagozyten Prinzipien der Impfstoffentwicklung 114 III Diagnostik 17 Klinische Diagnostik 121 R.-P. Vonberg, S. Ziesing, A. Heim 17.1 Indikationen zur infektiologischen Diagnostik Der diagnostische Weg Prinzipien der mikrobiologischen Untersuchung Primäres Infektionsmanagement Gewinnung und Handhabung von Materialien zur mikrobiologischen Diagnostik 125 A. Heim, R.-P. Vonberg, S. Ziesing 18.1 Prinzipien der Materialgewinnung Materialversand Methoden der mikrobiologischen Diagnostik 131 S. Ziesing, A. Heim, R.-P. Vonberg 19.1 Mikroskopische Verfahren Kulturverfahren Methoden zur Identifizierung von Bakterien Virusisolation auf Zellkulturen Nachweis erregerspezifischer Antigene Nachweis erregerspezifischer Immunreaktionen Molekularbiologische Verfahren Empfindlichkeitsprüfung gegen antimikrobielle Substanzen Nachweis von Resistenzgenen Parameter zur Beurteilung der Qualität diagnostischer Verfahren 149 IV Epidemiologie und Prävention 20 Epidemiologie der Infektionskrankheiten 153 A. Kramer,, K. Miksits 20.1 Grundbegriffe Methoden Besonderheiten der Infektionsepidemiologie Spezielle epidemiologische Aspekte bei Virusinfektionen Interepidemischer Verbleib der Viren 159

3 XVII 21 Prävention von Bakterien- und Virusinfektionen 161 A. Kramer, K. Miksits 21.1 Grundbegriffe Amtliche Maßnahmen: Gesetze und Empfehlungen Isolierung und Quarantäne Sterilisation und Desinfektion 166 H. Rüden, W.-D. Kampf 22.1 Grundbegriffe Sterilisationsverfahren Desinfektionsverfahren Weitere Verfahren zur Reduktion von Mikroorganismen 171 V Bakteriologie 23 Bakterien: Definition und Aufbau 175 C. Josenhans, H. Hahn, R. E. Streeck 23.1 Morphologische Grundformen Aufbau Bakterien: Vermehrung und Stoffwechsel 186 C. Josenhans, H. Hahn 24.1 Bakterienvermehrung Stoffwechsel von Bakterien Staphylokokken 191 S. Gatermann, K. Miksits 25.1 Staphylococcus aureus (S. aureus) Koagulase-negative Staphylokokken: Staphylococcus epidermidis Staphylococcus-saprophyticus Streptokokken 203 S. Gatermann, K. Miksits 26.1 Streptococcus pyogenes (A-Streptokokken) Streptococcus agalactiae (B-Streptokokken) Andere β-hämolysierende Streptokokken (C und G) Streptococcus pneumoniae (Pneumokokken) Sonstige vergrünende Streptokokken (ohne Pneumokokken) und nichthämolysierende Streptokokken Enterokokken und weitere katalasenegative gram-positive Kokken 222 S. Gatermann, K. Miksits 27.1 Enterococcus faecalis und Enterococcus faecium Weitere gram-positive Kokken Neisserien 226 Th. F. Meyer, H. Hahn 28.1 Neisseria gonorrhoeae (Gonokokken) Neisseria meningitidis (Meningokokken) Übrige Neisseria-Arten Enterobakterien 237 S. Suerbaum, J. Bockemühl, H. Karch 29.1 Escherichia coli (fakultativ pathogene Stämme) Säuglingspathogene Escherichia coli-stämme (EPEC) Enterotoxinogene Escherichia coli-stämme (ETEC) Enteroaggregative Escherichia coli-stämme (EAEC) Enteroinvasive Escherichia coli-stämme (EIEC) Enterohämorrhagische Escherichia coli-stämme (EHEC) Klebsiellen Enterobacter Serratia Proteus Sonstige wichtige fakultativ pathogene Enterobakterien Salmonellen Shigellen Yersinia enterocolitica und Yersinia pseudotuberculosis Yersinia pestis Vibrionen, Aeromonas 269 O. Liesenfeld 30.1 Vibrio cholerae, Biovar cholerae und Vibrio cholerae, Biovar El Tor Nichtagglutinierbare (Non-Cholera-)Vibrionen Aeromonas Nichtfermentierende Bakterien (Nonfermenter): Pseudomonas, Burkholderia, Stenotrophomonas, Acinetobacter 275 I. Steinmetz 31.1 Pseudomonas aeruginosa Andere Pseudomonas-Arten Burkholderia cepacia-komplex Burkholderia pseudomallei Burkholderia mallei Stenotrophomonas Acinetobacter Campylobacter 286 S. Suerbaum, K. Miksits 32.1 Campylobacter jejuni Übrige Campylobacterarten Helicobacter 290 S. Suerbaum 33.1 Helicobacter pylori »Helicobacter heilmannii«295

4 XVIII 34 Haemophilus 296 H. Hahn 34.1 Haemophilus influenzae Haemophilus parainfluenzae Haemophilus aphrophilus und Haemophilus paraphrophilus Haemophilus ducreyi Bordetellen 302 M. Arvand 35.1 Bordetella pertussis Andere Bordetellen Legionellen 308 H. Hahn, K. Miksits 36.1 Legionella pneumophila Andere Legionellen Anthropozoonoseerreger ohne Familienzugehörigkeit: Listerien, Brucellen, Francisellen und Erysipelothrix 312 M. Mielke 37.1 Listerien Brucellen Francisellen Erysipelothrix rhusiopathiae Korynebakterien 324 M. Höck, H. Hahn 38.1 Corynebacterium diphtheriae Andere Korynebakterien Bacillus 331 H. Hahn 39.1 Bacillus anthracis Bacillus cereus Übrige Bacillusarten Obligat anaerobe sporenbildende Stäbchen (Clostridien) 336 A. C. Rodloff 40.1 Clostridium perfringens Clostridium tetani Clostridium botulinum Clostridium difficile Nichtsporenbildende obligat anaerobe Bakterien 345 A. C. Rodloff 41.1 Obligat anaerobe gram-negative Stäbchen (Bacteroidaceae) Anhang: Gattung Capnocytophaga Obligat anaerobe und mikroaerophile nichtsporenbildende gram-positive Stäbchen Obligat anaerobe und mikroaerophile Kokken Mykobakterien 354 F.-Ch. Bange, H. Hahn,, T. Ulrichs 42.1 Mycobacterium tuberculosis Nichttuberkulöse Mykobakterien Mycobacterium leprae Nocardien und aerobe Aktinomyzeten 370 K. Miksits 43.1 Nocardien Andere aerobe Aktinomyzeten Treponemen 373 H. Hahn, K. Miksits 44.1 Treponema pallidum, subsp. pallidum Andere Treponemen Borrelien 383 V. Brade, K.-P. Hunfeld 45.1 Borrelia (B.) burgdorferi-komplex Borrelia recurrentis und andere Rückfallfieber- Borrelien (Borrelia spp.) Leptospiren 390 H. Hahn 46.1 Leptospira interrogans Weitere Leptospiren Rickettsiaceae (Rickettsia, Orientia), Anaplasmataceae (Anaplasma, Ehrlichia, Neorickettsia) und Coxiellaceae 393 C. Bogdan 47.1 Rickettsiaceae Anaplasmataceae Coxiellaceae Bartonellen 402 V. A. J. Kempf, I. B. Autenrieth 48.1 Bartonella henselae Bartonella quintana Bartonella bacilliformis Bartonella rochalimeae Mykoplasmen und Ureaplasmen 410 E. Jacobs 49.1 Mycoplasma pneumoniae Mycoplasma hominis, Ureaplasma urealyticum 414

5 XIX 50 Chlamydien 416 A. Klos 50.1 Chlamydia trachomatis, Serotyp A C Chlamydia trachomatis, Serotypen D K Chlamydia trachomatis, Serotypen L1 L Chlamydia psittaci Chlamydia pneumoniae Weitere medizinisch bedeutsame Bakterien 427 M. Arvand, H. Hahn, K. Miksits 51.1 Tropheryma whipplei Pasteurella multocida Moraxella catarrhalis HACEK-Gruppe Streptobacillus moniliformis, Spirillum minus Gardnerella vaginalis 429 VI Virologie 52 Virusbegriff Struktur Einteilung Merkmale von Viren Das Virion Einteilung der Viren Viroide, Virusoide und Prionen Bakteriophagen Virusreplikation 439, T.F. Schulz 53.1 DNA und RNA als Informationsträger Replikationszyklus von Viren Latenz, Abortiver Zyklus und Quasispezies Pathogenität Infektionsverlauf 446, T.F. Schulz 54.1 Pathogenität und Virulenz Wirtsspektrum Organotropismus Faktoren der Pathogenität Infektionsverlauf Ausbreitung im Organismus Abwehrmechanismen bei Virusinfektionen Lebend- und Totimpfstoffe Virus und Tumor: wie können Viren maligne Erkrankungen auslösen? 457 T.F. Schulz 55.1 Tumorerzeugende Viren des Menschen Mechanismen der viralen Onkogenese Steigerung der viralen Onkogenese durch chemische Karzinogene Zusammenwirken mit anderen Infektionen Die Rolle der Geweberegeneration Picorna-Viren Polio-Viren Andere Entero-Viren, Coxsackie-Viren, ECHO-Viren (Entero-Virusspezies A, B, C, D) Parecho-Viren Hepato-Virus Rhino-Virus Flavi-Viren Gelbfieber-Virus Dengue-Fieber-Virus Virus der Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) Andere humanpathogene Flavi-Virusspezies Röteln-Virus Beschreibung des Virus Rolle als Krankheitserreger Corona-Viren HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63, HCoV-HKU SARS-Corona-Virus Orthomyxo-Viren: Influenza Beschreibung Rolle als Krankheitserreger Paramyxo-Viren Parainfluenza-Viren Mumps-Virus Respiratory-Syncytial-Virus (RS-Virus) Metapneumo-Virus (HMPV) Masern-Virus Henipah Viren Tollwut-Virus Beschreibung Rolle als Krankheitserreger 503

6 XX 63 Arena-Viren Lymphozytäre Choriomeningitis-Virus (LCM) Lassa-Fieber-Virus Bunya-Viren Beschreibung des Virus Rolle als Krankheitserreger Filo-Viren 513 T. F. Schulz, 65.1 Marburg- und Ebola-Virus Virus-Gastroenteritis Rota-Viren Weitere Gastroenteritis-Viren Humane Immundefizienz-Viren (HIV-1, HIV-2) 520 T. F. Schulz 67.1 Entstehung von HIV Beschreibung Rolle als Krankheitserreger Humane T-lymphotrope Viren (HTLV-1, HTLV-2) 536 T. F. Schulz 68.1 Herkunft Beschreibung Rolle als Krankheitserreger Parvo-Viren Parvo-Virus B Boca-Viren Papillom- und Polyoma-Viren Papillom-Viren des Menschen JC-Virus: Virus der progressiven multifokalen Leukoenzephalopathie (PML) BK-Virus Weitere humane Polyoma-Viren Adeno-Viren Beschreibung Rolle als Krankheitserreger Herpes-Viren Herpes-simplex-Virus Varizellen-Zoster-Virus Zytomegalie-Virus Humane Herpes-Viren 6 und 7 (HHV 6, 7) Epstein-Barr-Virus Humanes Herpes-Virus 8 (HHV 8), Kaposi-Sarkom- Virus (KSHV) Virushepatitis Übersicht Hepatitis-A-Virus (HAV) Hepatitis B-Virus (HBV) Hepatitis DELTA-Virus (HDV) Hepatitis-C-Virus (HCV) Hepatitis-E-Virus (HEV) Weitere»Hepatitis«-Viren »Autoimmunhepatitis« Pocken-Viren Die Gruppe der Pocken-Viren Molluscum contagiosum Pocken- und Vaccinia-Virus Anhang Prion-Krankheiten Prionen Prion-Krankheiten 593 VII Mykologie 76 Pilze: Vorkommen und Bedeutung für den Menschen 597 G. Haase 76.1 Beschreibung Bedeutung der Pilze in der Lebensmittelindustrie Biotechnologischer Einsatz von Pilzen Pilzvergiftung durch Makromyzeten Biologie der Pilze 602 G. Haase 77.1 Einteilung und Aufbau der Pilze Vermehrung der Pilze Klassifizierung der Pilze Hefen 607 G. Haase 78.1 Grundlagen Auswahl einzelner Erkrankungen 610

7 XXI 79 Filamentös wachsende Pilze (Fadenpilze) 615 G. Haase 79.1 Klassifikation/Einteilung Klinische Mykologie Dermatophyten 623 M. Höck 80.1 Einteilung und Epidemiologie Beschreibung Rolle als Krankheitserreger Dimorphe Pilze 630 M. Höck 81.1 Blastomyces dermatitidis Coccidioides immitis Histoplasma capsulatum Paracoccidioides brasiliensis Sporothrix schenckii Strongyloides Necator und Ancylostoma Enterobius Ascaris Filarien Ektoparasiten 699 O. Liesenfeld, R. Ignatius 87.1 Läuse Krätzenmilbe Flöhe Sandflöhe Fliegenlarven 702 IX Antimikrobielle und antivirale Chemotherapie VIII Parasitologie 82 Allgemeine Parasitologie 643 R. Ignatius, O. Liesenfeld 83 Protozoen 645 R. Ignatius, O. Liesenfeld, K. Janitschke 83.1 Trypanosomen Leishmanien Trichomonas Giardia Amöben Plasmodien Toxoplasma Kryptosporidien Mikrosporidien Trematoden 672 R. Ignatius 84.1 Schistosomen Cestoden O. Liesenfeld, R. Ignatius 85.1 Echinococcus Taenia saginata Taenia solium Andere Bandwurmarten Nematoden 684 O. Liesenfeld, R. Ignatius 86.1 Trichuris Trichinella Allgemeines 705 M. P. Dierich 88.1 Einteilung der Substanzen gegen Krankheitserreger Historie Antibakterielle Wirkung 706 M. Fille, M. P. Dierich, K. Miksits 89.1 Wirktyp Wirkungsmechanismus Wirkungsspektrum Resistenz 709 M.Fille, M. P. Dierich, K. Miksits 90.1 Formen Genetik der Resistenz Resistenzmechanismen Pharmakokinetik Applikation und Dosierung Nebenwirkungen 715 M. P. Dierich, K. Miksits 94 Auswahl von antimikrobiellen Substanzen (Indikation) Grundlagen Mikrobiologische Parameter Pharmakologische Parameter Patienteneigenschaften 717

8 XXII 95 Antibiotika Penicillin G und Penicillin V Aminopenicilline: Ampicillin/Amoxycillin Acylaminopenicilline (Ureidopenicilline): Piperacillin, Mezlocillin Isoxazolylpenicilline Cephalosporine Cefazolin (1. Generation) Cefotiam (2. Generation) Ceftriaxon, Cefotaxim (3. Generation) Ceftazidim (3. Generation: Pseudomonas- Cephalosporin) Cefepim β-laktamase-inhibitoren Carbapeneme Imipenem/Cilastatin Meropenem und Ertapenem Glykopeptidantibiotika Vancomycin Teicoplanin Aminoglykoside Gentamicin und Tobramycin Amikacin Streptomycin Tetracycline (Doxycyclin) Doxycyclin Glycylcycline (Tigecyclin) Lincosamine (Clindamycin) Beschreibung Rolle als Therapeutikum Makrolide Erythromycin Neuere Makrolide Antimikrobielle Folsäureantagonisten Cotrimoxazol Dapson Pyrimethamin Fluorchinolone Ciprofloxacin Levofloxacin Moxifloxacin Antimykobakterielle Therapeutika Isoniacinsäurehydrazid (INH) Rifampicin Ethambutol Pyrazinamid Weitere Antituberkulotika Clofazimin Weitere antibakterielle Substanzen Metronidazol Fosfomycin Fusidinsäure Polymyxine: Colistin und Polymyxin B Mupirocin Streptogramine Oxazolidinone Daptomycin Antimykotika 751 G. Haase Einteilung der Antimykotika Antimykotikaresistenz Virus-Chemotherapie 762, T. F. Schulz Allgemeines Selektivität Resistenzentwicklung Kombinationstherapie Antiviral wirksame Substanzen und ihre Wirkungsmechanismen Ausblick Anhang: Interferon Antiparasitäre Substanzen Antimalariamittel Mittel gegen Trypanosomen: Suramin, Pentamidin, Melarsoprol, Eflornithin, Nifurtimox

9 XXIII Mittel gegen Leishmanien: Fünfwertiges Antimon Mittel gegen Filarien: Diethylcarbamazin, Ivermectin Albendazol, Mebendazol, Thiabendazol Praziquantel 775 X Krankheitsbilder 111 Einleitung zu den klinisch-infektiologischen Kapiteln 779 S. Suerbaum, T. F. Schulz 112 Sepsis 780 P. M. Lepper, M. Trautmann Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prophylaxe Mikrobielle (bakterielle) Endokarditis 787 C. Tauchnitz Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Bakterielle Meningitis 792 H. Prange, R. P. Vonberg, M. Miksits Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Akute und chronische Virus-Erkrankungen des Zentralnervensystems 800, J. Podlech, T.F. Schulz Virus-Meningitis Virus-Enzephalitis Guillain-Barré-Syndrom (GBS) Multiple Sklerose Augeninfektionen 803 K. Vogt Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Infektionen des oberen Respirationstrakts 808 C. Tauchnitz, M. Miksits Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Weitere Erkrankungen im oberen Respirationstrakt Pneumonie 812 T. Welte Ambulant erworbene Pneumonie (CAP) Nosokomiale Pneumonie (einschl. beatmungsassoziierter Pneumonie) Harnwegsinfektionen 818 C. Tauchnitz, M. Miksits Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Genitaltraktinfektionen und sexuell übertragbare Krankheiten Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Weitere Infektionen: Infektionen von Embryo, Fetus und Neugeborenen 825

10 XXIV 121 Gastroenteritiden Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Mikrobiell bedingte Arthritis Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Weitere Infektionen im Gelenkbereich Osteomyelitis Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Diagnostik Therapie Prävention Weitere Infektionen mit Knochenbeteiligung: der diabetische Fuß Haut- und Weichgewebsinfektionen Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prävention Wundinfektionen Intraabdominelle Infektionen Einteilung Epidemiologie Erregerspektrum Pathogenese Klinik Mikrobiologische Diagnostik Therapie Prophylaxe Nosokomiale Infektionen 848 P. Gastmeier Definitionen Epidemiologie und Risikofaktoren Pathogenese Erreger Transmission Prävention Infektionen bei geriatrischen Patienten 852 U. Ullmann Allgemeines Infektionen Antibiotikatherapie Prophylaxe Importierte Infektionen G.-D. Burchard Differenzialdiagnose Fieber Differenzialdiagnose bei Diarrhoe Differenzialdiagnose bei Hautkrankheiten Differenzialdiagnose bei Gelenkschmerzen Besonderheiten bei Migranten Biologische Waffen eine Herausforderung an Diagnostik, Therapie, Klinik und Prävention 861 J. H. Kuhn, T. Ulrichs Definition Einsatzmöglichkeiten Kontrolle von biologischen Waffen 862 Anhang Abkürzungsverzeichnis zur Virologie 866 Ausgewählte Internetseiten 867 Literaturverzeichnis 868 Sachverzeichnis 871

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