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Contaminazione microbiologica

La contaminazione microbiologica si riferisce all’introduzione casuale o involontaria di materiale infetto come batteri, lieviti, muffe, funghi, virus, prioni, protozoi o le loro tossine o derivati.1,2

“Un’infezione nosocomiale - anche detta “infezione contratta in ambito ospedaliero” è definita come:
”un’infezione contratta da un paziente, in ospedale o in una struttura sanitaria, quando nel paziente l’infezione non era presente o era in incubazione al momento del ricovero. Questo comprende le infezioni acquisite in ospedale ma non conclamate al momento delle dimissioni e le infezioni occupazionali contratte dal personale della struttura ospedaliera.”3

Vi è un’ampia varietà di patogeni microbiologici, che possono causare contaminazione e quindi infezioni. In questi gruppi esistono diversi tipi di patogeni:

Batteri

Batteri: sono microorganismi di dimensioni fino a 5 µm e rappresentano il più importante gruppo di patogeni in caso di contaminazione microbiologica. In base alla struttura della parete cellulare, i batteri possono distinguersi in gram-positivi e gram-negativi. I batteri possono distinguersi secondo i seguenti criteri:

Batteri “commensali”:
appartengono alla flora fisiologica delle persone sane. Normalmente questi batteri sono innocui nelle persone sane o hanno un ruolo protettivo importante nel prevenire la colonizzazione da parte di microorganismi patogeni. Alcuni batteri commensali possono tuttavia causare infezioni se la salute dell’ospite naturale è compromessa o se tali batteri vengono a contatto con i tessuti dell’ospite.3

Batteri patogeni
hanno una notevole virulenza e causano infezioni indipendentemente dallo stato di salute dell’ospite.3

Virus

Virus: elementi biologici subcellulari con dimensioni di 20-200 nm. Esistono virus con e senza pericapside (involucro per lo più derivato dalle membrane ospiti che coprono il virus) e possono causare gravi infezioni.3

Prioni

Particelle proteiche infettive. Sono gli agenti patogeni più piccoli, di dimensioni inferiori a 5 nm.

Sia i prioni che i virus sono particelle senza un proprio metabolismo e quindi non sono considerati organismi viventi. Per la riproduzione dipendono dal metabolismo di un organismo ospite.3

Funghi, lieviti e protozoi

Funghi, lieviti e protozoi con un diametro fino a 200 µm sono altre fonti di infezione.3

La definizione di CRBSI consente di stabilire se un catetere è la fonte primaria della batteriemia riscontrata nel paziente. Le infezioni possono riguardare il sito di uscita o infezioni del tunnel e sono definite come:

  • Eritema o indurimento entro 2 cm dal sito di uscita del catetere, con o senza concomitante infezione del flusso sanguigno e virulenza.
  • Le caratteristiche delle infezioni del tunnel sono dolore al tatto, eritema o indurimento > 2 cm dal sito del catetere, lungo il tratto sottocutaneo di un catetere con tunnel, in assenza di infezione concomitante del torrente circolatorio.5

La contaminazione microbiologica è pericolosa per i pazienti soprattutto quando interessa la terapia parenterale e i cateteri endovenosi utilizzati. In questo caso gli agenti patogeni possono raggiungere direttamente la circolazione sistemica e causare infezioni del torrente circolatorio associate all'uso di cateteri, oppure possono migrare in diversi organi e causare insufficienza organica.

Pertanto è fondamentale disporre di misure di prevenzione delle infezioni del torrente circolatorio associate all'uso di cateteri. A metà degli anni ‘90 i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie (Centers for Disease Control and Prevention, CDC) hanno pubblicato una definizione standard di CRBSI che risulta tuttora quella maggiormente accettata.6

Le infezioni batteriche possono essere trattate con antibiotici nella maggior parte dei casi. Tuttavia esistono casi in cui questo è estremamente difficile o addirittura impossibile, perché i batteri sono diventati multifarmaco-resistenti. Inoltre non sono disponibili medicinali efficaci per la maggior parte dei virus e per tutte le patologie da prioni. È quindi fondamentale la prevenzione di queste infezioni.

L’infezione da Staphylococcus aureus meticillino-resistente (MRSA) è un problema grave per la salute in tutto il mondo. L’infezione da MRSA è determinata da qualsiasi ceppo di Staphylococcus aureus che ha sviluppato una resistenza agli antibiotici beta-lattamici, che includono le penicilline (meticillina, dicloxacillina, nafcillina, oxacillina ecc.) e le cefalosporine.

Secondo i Centri per il controllo e la prevenzione delle malattie (Centers for Disease Control and Prevention, CDC), l’MRSA causa attualmente circa l’1% delle infezioni da staphylococcus totali e più del 50% delle infezioni da staphylococcus che si verificano nelle strutture sanitarie. Dopo lo Staphylococcus epidermidis, lo Staphylococcus aureus è il secondo agente patogeno più comune a causare le infezioni correlate all’assistenza sanitaria negli Stati Uniti; il 49% delle infezioni sono causate da batteri MRSA altamente resistenti agli antibiotici.9

Un ceppo chiamato USA100 è il tipo più comune di MRSA coinvolto nelle infezioni correlate all’assistenza sanitaria negli ospedali degli USA.8 L’MRSA è particolarmente problematico negli ospedali e nelle case di cura in cui i pazienti con ferite aperte, dispositivi invasivi e sistema immunitario indebolito corrono un rischio di infezione maggiore rispetto alla popolazione generale. Ogni anno negli Stati Uniti più di 290.000 pazienti ricoverati vengono infettati da Staphylococcus aureus. Tra le infezioni da stafilococco, circa 126.000 sono associate all’MRSA.9

“Le infezioni nosocomiali sono molto diffuse. Costituiscono fattori importanti di morbosità e mortalità. Assumono una gravità anche maggiore relativamente alla sanità pubblica, con un impatto economico e umano crescente, a causa delle seguenti situazioni:

  • Popolazione in costante aumento
  • Casi di immunità compromessa sempre più frequenti
    (dovuta ad età avanzata, patologie o trattamenti)
  • Nuovi microorganismi
  • Resistenza batterica aumentata agli antibiotici”.4

La resistenza multifarmaco è una condizione in cui un organismo patogeno resiste a determinati medicinali o a sostanze chimiche con diverse strutture e funzioni, che dovrebbero eradicare l’organismo patogeno.10

I principali organismi multifarmaco-resistenti sono:

  • Staphylococcus aureus meticillino-resistente (MRSA)
  • Enterococci Vancomicina-resistenti (VRE)
  • β-lattamasi a spettro esteso (ESBL) prodotte da batteri gram-negativi
  • Klebsiella Pneumoniae produttrice di carbapenemasi (KPC) da batteri gram-negativi
  • Acinetobacter baumannii imipenem-resistente
  • Pseudomonas aeruginosa imipenem-resistente
  • Mycobacterium tuberculosis multifarmaco-resistente (MDR-TB) e Mycobacterium tuberculosis estremamente farmaco-resistente (XDR-TB)

Lo sapevi?

16 millions patients per year die from Health care Associated Infections (HAI). 61 % of healtcare professionals do not clean their hands correctly. 50 % of all hospital-acquired infections can be avoided by proper hand hygiene. HAI affect 7 of out of 100 hospitalized patients in Europe. €7 billion increased cost of care because of HAI in Europe.

(1) Pittet, Didier; „Adapt to adopt; TEDxPlaceDesNations“, under https://www.youtube.com/watch?v=5tgH0uTqqcE (accessed at 2 May 2016)

(2) WHO; Presentation: WHO_Facts_DRT661; „Health-Care Associated Infection and Hand Hygiene Improvement - Slides for the Hand Hygiene Co-ordinator of the WHO“ http://www.who.int/gpsc/country_work/gpsc_ccisc_fact_sheet_en.pdf

Cause

La contaminazione può verificarsi se i patogeni, trasportati involontariamente da una fonte a un orifizio o a uno stoma artificiale dell’organismo dell’ospite, iniziano a proliferare e a causare effetti dannosi.

Esistono diverse possibili fonti, vie di ingresso e modi di trasmissione.

  • Fonti: orifizi naturali o aperture artificiali dell’organismo a causa di lesioni o patologie
  • Vie d’ingresso: orifizi naturali o aperture artificiali dell’organismo a causa di lesioni o patologie
  • Trasmissione diretta mediante contatto o dispersione di gocce
  • Trasmissione indiretta attraverso superfici o strumenti
  • Trasmissione indiretta per mezzo di vettori, zanzare, mosche, ratti che trasmettono l’infezione
  • Trasmissione indiretta mediante ospite intermediario [come uomo, animale o insetto ad esempio trasmissione di malaria attraverso le zanzare].

Negli ambiti di assistenza sanitaria, le principali vie di contaminazione sono le mani del personale sanitario e le goccioline presenti nell’aria.

La contaminazione nei set per infusione può verificarsi quando i patogeni sono trasportati all’interno del sistema per infusione; succede frequentemente durante l’utilizzo da parte dell’operatore.

List of potential sources for microbiological contaminations before use and during use.
Fig. 2: Potenziali fonti di contaminazione microbiologica (modificato da14)

Esistono due diverse vie di trasmissione delle infezioni correlate alle infusioni: la via extraluminale e la via endoluminale.11,12,13 La contaminazione endoluminale è la conseguenza di un utilizzo errato del sistema per infusione (ad esempio un errore nell’uso del raccordo del catetere al momento del collegamento e scollegamento del set per la somministrazione). Si tratta della causa più comune delle infezioni associate all’uso di cateteri catetere dopo la prima settimana dal posizionamento del catetere.11,12,13

Illustration of Extra- and intraluminal route of contamination using a contaminated catheter.
Fig. 3: Via di contaminazione extraluminale e endoluminale

La colonizzazione extraluminale è determinata dall’invasione batterica dal sito di ingresso del catetere sulla superficie esterna del catetere e porta a batteriemia soprattutto durante la settimana successiva al posizionamento del catetere.11,12,13

Conseguenze sanitarie

Le infezioni nosocomiali si manifestano in tutto il mondo e interessano i paesi sviluppati e i paesi poveri. Le infezioni acquisite negli ambiti di assistenza sanitaria sono tra le cause principali di decesso e dell’aumento della morbosità tra i pazienti ricoverati. Rappresentano un carico significativo per il paziente e la sanità pubblica. Un’indagine sulla prevalenza condotta per volontà dell’OMS in 55 ospedali di 14 paesi che rappresentano 4 regioni dell’OMS (Europa, Mediterraneo orientale, Pacifico Occidentale e Sud-Est Asiatico) ha mostrato che in media l’8,7% dei pazienti ospedalizzati è affetto da infezioni nosocomiali. In qualunque momento, più di 1,4 milioni di persone in tutto il mondo soffrono di complicazioni delle infezioni contratte in ospedale.15

Queste infezioni si verificano in tutto il mondo sia in paesi sviluppati che in via di sviluppo. Le infezioni nocosomiali ammontano al 7% nei paesi sviluppati e al 10% in quelli in via di sviluppo. Nel momento in cui queste infezioni si presentano durante il ricovero in ospedale, prolungano i tempi di degenza, i casi di disabilità e anche il carico economico. 16

Le più frequenti infezioni nosocomiali sono infezioni di ferite chirurgiche, delle vie urinarie e delle basse vie respiratorie.
 

Lo studio dell’OMS e altri studi hanno anche mostrato che la prevalenza maggiore delle infezioni nosocomiali riguarda le unità di terapia intensiva e i reparti di chirurgia acuta e ortopedia. I tassi di infezione sono maggiori tra i pazienti con aumentata suscettibilità per l’età avanzata, patologie soggiacenti o chemioterapia.3

La contaminazione e la successiva infezione possono verificarsi a livello locale o sistemico.

  • In caso di infezione locale, possono verificarsi infezioni delle ferite chirurgiche, irritazioni cutanee e infezioni del sito di ingresso del catetere.
  • In caso di infiammazione sistemica in cui i patogeni raggiungono la circolazione sistemica, possono verificarsi setticemia, sepsi e shock settico; i patogeni possono essere trasportati agli organi o alle estremità e causare infezioni e insufficienza d’organo, endocardite o osteomielite che può portare all’amputazione.17,18

In tutti i casi, sono necessari esami diagnostici e trattamenti aggiuntivi, che causano malessere, stress per il paziente, potenziali effetti collaterali e dolore. In alcuni casi, possono anche determinare condizioni disabilitanti e ridurre la qualità della vita.

Oltre a ciò, la permanenza in ospedale potrebbe essere prolungata. Uno studio19 ha mostrato che l’aumento complessivo della degenza ospedaliera per i pazienti con infezioni delle ferite chirurgiche era pari a 8,2 giorni, passando da 3 giorni per la ginecologia a 9,9 giorni per la chirurgia generale e 19,8 giorni per la chirurgia ortopedica.

Lo studio EPIC II sulla prevalenza delle infezioni in pazienti critici, condotto l’8 maggio 2007 ha valutato il ruolo della resistenza alla meticillina nella sopravvivenza dei pazienti affetti da infezioni da Staphylococcus aureus. Il giorno dello studio, 7.087 (51%) dei 13.796 pazienti sono stati classificati come infetti. 494 pazienti erano affetti da infezioni da MRSA e 505 pazienti da infezioni MSSA (Staphylococcus aureus meticillina-sensibile). I tassi di mortalità in UTI era pari al 29,1% e 20,5% (P<0,01) e i corrispondenti tassi di mortalità ospedaliera erano del 36,4% e 27,0% (P<0,01). L’analisi statistica multivariata della mortalità ospedaliera per infezioni da MRSA ha mostrato un OR (Odds Ratio, tasso di probabilità) aggiustato del 1,46 (IC 95% 1,03-2,06) (P=0,03).

Nei pazienti in UTI, le infezioni da MRSA sono pertanto autonomamente associate a una probabilità superiore quasi del 50% di decesso ospedaliero rispetto alle infezioni sostenute da MSSA.20 Altri hanno identificato un tasso di mortalità per le infezioni del torrente ematico pari al 10-25%, quello dello shock settico era superiore e pari al 40-60%..21 Pertanto, le infezioni nosocomiali sono una delle principali cause di decesso.22

Conseguenze economiche

Prevenzione della contaminazione da dispositivi medici e da soluzioni per infusione, prevenendo così infezioni gravi; la sepsi è di notevole importanza in ambito ospedaliero e può comportare risparmi tangibili per il fornitore di assistenza sanitaria. Nel caso di sepsi grave, che richiede un trattamento completo in UTI, un ospedale può risparmiare fino a € 56,670 per caso singolo.

Uslusoy et al.17 hanno stimato più di due milioni di casi di infezioni nosocomiali ogni anno (5,7 infezioni per 100 riveri) con un costo medio di $ 13,973. Questi studiosi affermano che in caso di MRSA i costi possono salire fino a € 35,367.

Le infezioni nosocomiali si verificano in più di due milioni di ospedalizzazioni ogni anno.38 I costi economici delle infezioni nosocomiali sono considerevoli.37,39 La maggiore durata della permanenza dei pazienti infetti è la causa principale delle spese.6,19,40 Inoltre, l’aumento della morbosità e il maggior costo totale per i pazienti che sopravvivono è di circa € 40.000.40,41

Nello studio che valutava l’esito delle infezioni da catetere endovenoso in pazienti con patologia critica, Rello et al. scoprirono che tra i sopravvissuti, la permanenza in ospedale era aumentata di 19,6 giorni.42 Questo dato comporta un aumento del costo di € 3,124 per episodio di infezione da catetere soltanto per i giorni aggiuntivi, non prendendo in considerazione le spese per gli esami diagnostici e di trattamento.

Vandijck et al. hanno stabilito il costo al giorno della terapia antimicrobica nei pazienti affetti da infezioni del torrente circolatorio contratte in UTI.43 Il costo antimicrobico complessivo medio al giorno era di € 114,25 per paziente. Poiché la durata media della terapia antimicrobica per i pazienti infetti varia da 7 a 14 giorni, il costo totale della terapia antimicrobica per paziente varia tra € 800 e € 1,200. In casi speciali di infezioni da batteri resistenti ai comuni antibiotici, è stato stabilito un possibile costo aggiuntivo di $ 8.480/paziente (circa € 5.000).44

In un’analisi sistematica della letteratura che copre gli anni tra il 1990 e il 2000 sono emersi i seguenti costi medi (costi calcolati con un gruppo di controllo di pazienti e che comprendono soltanto le spese che derivano direttamente dall’infezione nosocomiale) attribuibili all’ospedale per le infezioni nosocomiali:

  • Infezione nosocomiale, costo medio = $ 13.973
  • Infezione del torrente circolatorio, costo medio = $ 36.441
  • Infezioni da Staphylococcus aureus meticillino-resistente (MSRA), costo medio = $ 35.367
  • Infezione del sito chirurgico, costo medio = $ 25.546
  • Polmonite, costo medio = $ 9.969

Per le seguenti infezioni, non sono stati eseguiti studi per stabilire i relativi costi, ma sono noti i costi dei trattamenti:

  • Infezione delle vie urinarie, costo medio = $ 1.008
  • Virus varicella-zoster, costo medio = $ 27.377
  • Tubercolosi, costo medio = $ 61.446
  • Morbillo, costo medio = $ 41.087

In seguito all’analisi della letteratura, Roberts et al. hanno creato un modello economico basato su un campione di pazienti ricoverati presso il Rush University Hospital; si sono concentrati sulla gravità della malattia e sull’UTI e hanno calcolato che il costo medio attribuibile a un’infezione nosocomiale è di $ 15.275.28.41,45
Un altro studio recente si riferisce ai dati nazionali e si rifà a un metodo di definizione delle corrispondenze tramite controllo dei casi per controllare ROD (raggruppamento omogeneo di diagnosi), sesso, razza, età e comorbilità per calcolare che i costi medi in eccesso attribuibili all’indicatore nazionale “infezione selezionata da terapia clinica” sono pari a $ 38.656.42

I costi dell’insorgenza di infezioni nosocomiali possono raggiungere facilmente diversi milioni di dollari.46


Una degenza prolungata non aumenta soltanto i costi diretti dei pazienti o dei paganti, ma aumenta i costi indiretti dovuti al lavoro perso. La necessità di isolazione e dell’utilizzo di esami di laboratorio aggiuntivi e altri studi diagnostici contribuisce anche all’aumento delle spese.

Le infezioni contratte in ambito ospedaliero aggiungono squilibrio tra l’allocazione delle risorse dell’assistenza sanitaria primaria e secondaria spostando fondi ridotti alla gestione di condizioni potenzialmente prevedibili.

Il 1°ottobre 2008, i Centri per l'assistenza sanitaria sociale (Centers for Medicare and Medicaid Services, CMS) hanno deciso di sospendeere i pagamenti agli ospedali per alcune delle “complicazione prevenibili” che necessitano di assistenza, condizioni causate da errori medici o terapie improprie che ragionevolmente possono essere evitati.47

Perfino gli episodi non fatali di contaminazione microbiologica comporta un impegno aggiuntivo per gli esami diagnostici (es. colture ematiche, operazioni di laboratorio, raggi X), interventi terapeutici (es. antibiotici, catecolamine), aumento della permanenza e del costo medio giornaliero48,49,50 del trattamento clinico previsto.

I costi associati ai potenziali rischi

I pazienti con infezioni gravi e sepsi sono generalmente trattati nelle unità di terapia intensiva (UTI). A causa dell’elevata proporzione dei costi fissi del trattamento in UTI, il costo totale della terapia UTI dipende principalmente dalla durata della permanenza in UTI. Si stima che il costo totale medio per giorno in UTI sia pari a circa € 1.200 per paesi con un sistema sanitario fortemente sviluppato (questi dati si basano su diversi studi condotti tra il 1989 e il 2001 e sono stati convertiti ai tassi di cambio del 2003).

Per questi pazienti è stato necessario una maggiore degenza nell’UTI, che ha determinato costi maggiori per il trattamento rispetto ad altri pazienti in UTI. Gli studi sul costo delle patologie condotti negli USA, focalizzati sui costi dei pazienti con sepsi hanno messo in evidenza una cifra pari a € 34,000, mentre gli studi europei hanno stimato costi inferiori che vanno da € 23.000 a € 29.000. I costi diretti, tuttavia, corrispondono soltanto a circa il 20–30% dei costi delle malattie da sepsi grave. I costi indiretti associati a sepsi grave sono pari al 70–80% dei costi e derivano principalmente dalla perdita di produttività per mortalità.51

Table with estimations of possible additional costs as a consequence of complications caused by Microbiological Contamination.
Fig. 4: Stima di possibili costi addizionali come una conseguenza di complicazioni causate dalla contaminazione microbiologica. Con lo scopo di facilitare l'attribuzione di ogni complicanza al calcolo dei costi, sono stati definiti diversi livelli di gravità.  

La tabella sottostante pone una rappresentazione schematica dei costi associati alle infezioni nosocomiali.52

Costs associated with Nosocomial Infections consist of 1. Opportunity costs to health service 2. private costs to patient and informal careers 3. other costs to society.
Fig. 5: Costi associati alle infezioni nosocomiali.

Strategie preventive

Nel corso degli ultimi anni, la prevenzione della contaminazione microbiologica e quindi delle infezioni nosocomiali riveste un’importanza e un’attenzione sempre maggiore a causa delle notevoli conseguenze per la salute e l’economia.
Le società mediche, gli ospedali e le agenzie governative hanno investito nello sviluppo di linee "evidence based" per la prevenzione delle infezioni nosocomiali.3,6,9,10,23,24,25

Healthcare professional cleans hands with soap and water.
Fig. 6: Lavaggio della mani con acqua e sapone e asciugatura.

La misura più importante per la prevenzione delle infezioni consiste in una adeguata formazione degli operatori sanitari attraverso l'acquisizione di conoscenze, abilità e atteggiamenti per una buona pratica clinica nel controllo delle infezioni. È necessario fornire al personale programmi continui di istruzione sulla consapevolezza dei rischi, sulla formazione e addestramento durante il servizio e sul luogo di lavoro. 9,25

Tra tutte le misure, l’igiene delle mani ha il maggior impatto nella prevenzione delle infezioni ed è necessario utilizzare sempre i guanti e la strumentazione di sicurezza individuale (si vedano le Figure 8, 9). L’OMS e i CDC hanno lanciato una campagna dal titolo “Lavati le mani”, hanno realizzato poster, addestramenti, pagine web e linee guida sull’igiene delle mani.9,26,27,28 Un’adeguata igiene delle mani riduce i tassi di infezione da MRSA del 50%.29

È stata verificata con successo la realizzazione dei sistemi di sorveglianza nelle UTI e per altre popolazioni di pazienti a rischio per stabilire il tasso di complicazioni correlate alle infusioni, monitorare i trend e correggere gli errori svolti nelle pratiche per il controllo delle infezioni. Nei Paesi Bassi, per esempio, grazie alla strategia per la sorveglianza delle infezioni è stato possibile ridurre la prevalenza delle infezioni da MRSA sotto l’1% di tutti gli isolati clinici; questo è uno dei tassi più bassi al mondo. 30,31,32

Usage of a closed System including Ecoflac® Connect
Fig. 7: Uso dei sistemi a circuito chiuso.
  • Utilizzo di prodotti monouso sterili
  • Uso di dispositivi e sistemi a circuito chiuso che non scambiano aria non filtrata o contaminanti con l'ambiente adiacente.35
  • Utilizzo di medicazioni trasparenti per fissare la cannula / il catetere
  • Le soluzioni endovascolari in commercio sono forniti e fabbricati sterili. La contaminazione delle soluzioni infuse si verifica di rado durante il processo di preparazione28, ma è più probabile durante l’utilizzo e la contaminazione e durante la preparazione manuale
    6,9,33,34
  • Tutti i contenitori di soluzioni endovenose devono essere ispezionati con attenzione per evidenziare eventuali fessure, difetti, torbidità e materia particellare prima della preparazione e l’uso.
  • I cateteri endovenosi non devono essere reinseriti.
  • Sostituzione di routine di set per somministrazione e.v. secondo le disposizioni dei CDC o le linee guida istituzionale/ospedaliera.25
  • È necessario manipolare il meno possibile la linea infusionale poiché ogni intervento sulla stessa comporta rischi di contaminazione.
  • Quando possibile utilizzare barriere sterili.

I prodotti safety in evidenza

Prove scientifiche

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5 Guembe M, Martín-Rabadán P, Echenagusia A, Camúñez F, Rodríguez-Rosales G, Simó G, Echenagusia M, Bouza E. (2012) How should long-term tunneled central venous catheters be managed in microbiology laboratories in order to provide an accurate diagnosis of colonization? J Clin Microbiol;50(3):1003-7

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