生酮饮食对超重/肥胖多囊卵巢综合征患者维生素D及糖脂代谢的影响

李健; 白文佩; 江波; 刘斐然; 陈雁容

doi:10.7619/jcmp.20220496

生酮饮食对超重/肥胖多囊卵巢综合征患者维生素D及糖脂代谢的影响

李健¹,
白文佩^1, ,,
江波^2, ,,
刘斐然¹,
陈雁容¹

1.
首都医科大学附属北京世纪坛医院妇科, 北京, 100038
2.
首都医科大学附属北京天坛医院神经肿瘤综合治疗科, 北京, 100070

基金项目:

北京市医院管理中心“登峰”人才培养计划资助项目 DFL20190701

详细信息

通讯作者:
白文佩, E-mail: baiwp@bjsjth.cn

江波, E-mail: jiangboprof@163.com

中图分类号: R711.75;R459.3
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出版历程
- 收稿日期: 2022-02-17
- 网络出版日期: 2022-03-07
- 发布日期: 2022-02-27

Effects of ketogenic diet on vitamin D and glycolipid metabolism in overweight or obese patients with polycystic ovary syndrome

1.
Department of Gynecology, Beijing Shijitan Hospital Affiliated to Capital Medical University, Beijing, 100038
2.
Comprehensive Treatment Department of Neuro-oncology, Beijing Tiantan Hospital Affiliated to Capital Medical University, Beijing, 100070

摘要

摘要:
目的探讨生酮饮食对超重/肥胖多囊卵巢综合征(PCOS)患者血清维生素D及糖脂代谢的影响。
方法选取2021年6—12月在首都医科大学附属北京世纪坛医院妇科门诊就诊的超重/肥胖PCOS患者51例, 给予生酮饮食干预4周。比较患者干预前后体质量、维生素D以及糖脂代谢指标的变化。
结果生酮饮食干预4周后，患者维生素D水平从(16.37±5.67) ng/mL升高至(21.72±6.64) ng/mL, 维生素D水平不足或缺乏比率由82.35%降至45.10%, 差异有统计学意义(P < 0.01); 体成分分析显示，体质量[(81.11±11.23) kg与(75.32±10.58) kg]、体质量指数[(29.87±3.79) kg/m²与(27.75±3.68) kg/m²]、体脂率[(40.77±4.70)%与(37.88±5.14)%]、内脏脂肪面积[(163.25±38.76) cm²与(142.56±39.53) cm²]、腰臀比[(0.96±0.05)与(0.94±0.06)]均下降, 差异有统计学意义(P < 0.01); 糖脂代谢指标显示，空腹胰岛素[(18.59±8.86) μIU/mL与(11.43±4.90)μIU/mL]、空腹血糖[(5.57±1.90) mmol/L与(4.90±0.78) mmol/L]、胰岛素抵抗指数[(4.62±2.55)与(2.52±1.20)]、糖化血红蛋白[(5.70±1.06)%与(5.24±0.63)%]、甘油三酯[(1.68±0.86) mmol/L与(1.07±0.33) mmol/L]、高密度脂蛋白[(1.22±0.25) mmol/L与(1.07±0.21) mmol/L]均下降，差异有统计学意义(P < 0.01), 总胆固醇[(4.98±1.09) mmol/L与(4.80±0.91) mmol/L]、低密度脂蛋白[(3.42±1.02) mmol/L与(3.27±0.91) mmol/L]下降，但差异无统计学意义(P>0.05)。干预前，患者维生素D水平与腰臀比呈显著负相关(r=-0.289, P=0.039); 干预后，患者维生素D水平与腰臀比、内脏脂肪面积、空腹胰岛素、胰岛素抵抗指数均呈显著负相关(r=-0.361、-0.279、-0.329、-0.309, P < 0.05)。
结论生酮饮食可以在有效减重的同时提高患者维生素D水平，改善糖脂代谢，维生素D与糖代谢之间有相互协同作用。
- 生酮饮食 /
- 维生素D /
- 糖脂代谢 /
- 多囊卵巢综合征 /
- 肥胖 /
- 胰岛素抵抗指数
Abstract:
Objective To explore the effects of ketogenic diet on serum vitamin D and glycolipid metabolism in overweight or obese patients with polycystic ovary syndrome (PCOS).
Methods A total of 51 overweight or obese patients with PCOS from June to December 2021 in the gynecological clinic of Beijing Shijitan Hospital Affiliated to Capital Medical University were selected and conducted with ketogenic diet intervention for 4 weeks. Changes of body weight, vitamin D and glycolipid metabolism indexes before and after the intervention were compared in all the patients.
Results After 4 weeks of ketogenic diet intervention, the level of vitamin D significantly increased from (16.37±5.67) ng/mL to (21.72±6.64) ng/mL, and the proportion of insufficient or deficient vitamin D significantly decreased from 82.35% to 45.10% in all the patients (P < 0.01); body composition analysis showed that the body mass [(81.11±11.23) kg versus (75.32±10.58) kg], body mass index[(29.87± 3.79) kg/m² versus (27.75±3.68) kg/m²], body fat rate [(40.77±4.70)% versus (37.88±5.14)%], visceral fat area [(163.25±38.76) cm² versus (142.56±39.53) cm²] and waist hip ratio [(0.96±0.05) versus (0.94±0.06)] decreased significantly (P < 0.01); the indexes of glycolipid metabolism showed that fasting blood glucose [(18.59±8.86) μIU/mL versus (11.43±4.90) μIU/mL], fasting insulin [(5.57±1.90) mmol/L versus (4.90±0.78) mmol/L], insulin resistance index [(4.62±2.55) versus (2.52±1.20)], glycosylated hemoglobin [(5.70±1.06)% versus (5.24±0.63)%], triglyceride [(1.68±0.86) mmol/L versus (1.07±0.33) mmol/L], high density lipoprotein [(1.22±0.25) mmol/L versus (1.07±0.21) mmol/L] decreased significantly in all the patients (P < 0.01), while the total cholesterol [(4.98±1.09) mmol/L versus (4.80±0.91) mmol/L] and low density lipoprotein [(3.42±1.02) mmol/L versus (3.27±0.91) mmol/L] showed no significant decrease (P>0.05). Before intervention, there was a significant negative correlation between vitamin D level and waist-hip ratio (r=-0.289, P=0.039); after the intervention, the level of vitamin D was significantly negatively correlated with waist-hip ratio, visceral fat area, fasting insulin and insulin resistance index in all the patients(r=-0.361, -0.279, -0.329 and -0.309, P < 0.05).
Conclusion Ketogenic diet can effectively reduce weight and improve vitamin D level and glycolipid metabolism at the same time, and there is a synergistic effect between vitamin D and glucose metabolism.
- ketogenic diet /
- vitamin D /
- glycolipid metabolism /
- polycystic ovary syndrome /
- obesity /
- insulin resistance index

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多囊卵巢综合征(PCOS)是一种常见的妇科内分泌和代谢性疾病，可影响5%~15%的育龄女性，临床上以雄激素升高、月经稀发、多囊卵巢、无排卵性不育和肥胖为特征^[1-3]。PCOS与腹部肥胖、血脂异常、胰岛素抵抗、代谢综合征和心血管危险因素等密切相关^[4-5]。维生素D可以促进钙的吸收，有利于骨骼发育，研究^[6-7]显示维生素D也是一种内分泌调节激素，与代谢综合征密切相关，可以调节糖脂代谢，并且维生素D水平与肥胖呈显著负相关。研究^[8]证实生酮饮食是有效的体质量管理策略，可以显著降低体脂率，改善胰岛素抵抗。本研究探讨生酮饮食对超重或肥胖PCOS患者维生素D及糖脂代谢的影响，现报告如下。

1. 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021年6—12月在北京世纪坛医院妇科门诊就诊的超重或肥胖PCOS女性患者51例，年龄(30.43±6.50)岁，身高(1.65±0.05) m, 体质量(81.11±11.23) kg, 体质量指数(BMI)为(29.87±3.79) kg/m²。PCOS诊断参考《多囊卵巢综合征中国诊疗指南》 ^[9]: 具备月经稀发或闭经或不规则子宫出血等表现。①高雄性激素临床表现或高雄性激素血症; ②超声下表现为多囊卵巢，同时排除其他可能引起高雄性激素的疾病和引起排卵异常的疾病。合并至少①或②即可确诊。本研究所有患者均签署知情同意书，本研究获得首都医科大学附属北京世纪坛医院伦理委员会批准(伦理审批号2018-19)。

纳入标准: ①确诊PCOS者; ②BMI为24.0~32.5 kg/m²者; ③体脂率≥28%者; ④ 3个月内无生育需求者。排除标准: ①合并代谢相关性疾病者，如卟啉病、肉毒碱缺乏病、丙酮酸羧化酶缺乏症、中链酰基脱氢酶缺乏症等; ②有内外科合并症者，如泌尿系疾病(严重肾功能不全、泌尿系统结石、肾衰竭病史)、肝胆胰脾疾病(严重肝脏疾病、活动性胆囊疾病、胰腺炎病史)、严重血脂异常疾病(家族性血脂异常、脂肪消化障碍)、严重糖尿病、慢性代谢性酸中毒、严重心脑血管疾病等; ③近3个月使用激素类避孕药或抗癫痫药者; ④孕期或哺乳期者。

1.2 干预方法

本研究为前瞻性研究，所有患者按照PCOS生酮饮食治疗临床路径^[10]接受规范生酮饮食干预，即采用“柔性生酮”方式逐步进入酮体状态。每日所需能量的5%~10%来自碳水化合物(≤50 g/d), 20%~27%来自蛋白质, 70%~75%来自脂肪。每日热量计算方法: [身高(cm)-105](kg)×轻体力活动系数(25 kcal/kg)^[11], 利用人体成分分析测得的基础代谢率作为参考，原则是每日热量不得低于基础代谢率。根据3大营养素供能比将每日热量分配到每日的三餐，并将个体化食谱提供给患者。生酮饮食干预期间，由妇科医生、营养师组成随访小组，通过微信联系患者，通过检测尿酮体及血酮体来确保干预过程的依从性及安全性，尿酮体()代表依从性良好，血酮体浓度≤4 mol/L代表安全范围^[12]。干预期间建议所有患者采取平板支撑等抗阻训练，不少于3次/周、15 min/次，可帮助患者保持骨密度和肌肉含量。不建议进行剧烈的有氧运动，以防止膝关节受损。所有患者干预期间均不额外补充维生素D制剂。

1.3 观察指标

1.3.1 体成分分析

体成分分析采用的仪器为生物阻抗分析仪(InbodyCo公司，韩国)，在基线和第4周对患者进行规范的体成分分析，内容包括身高、体质量、体脂率、内脏脂肪面积、腰臀比。

1.3.2 血清维生素D水平

评价血液中维生素D水平的主要指标是25-羟基维生素D[25(OH)D], 因其在血液中稳定、可靠，能够反映维生素D的实际水平。25(OH)D主要包括25(OH)D₂和25(OH)D₃, 其中25(OH)D₃是维生素D的主要形式。指导患者空腹采血，采用化学发光免疫法测定血清25(OH)D₃的含量。根据中华人民共和国卫生健康委员会2020年颁布实施的《人群维生素D缺乏筛查方法(WS/T 677-2020)》标准进行评定，成人25(OH)D₃ < 12 ng/mL为维生素D缺乏, 12~ < 20 ng/mL为维生素D不足, ≥20 ng/mL为维生素D正常。

1.3.3 糖脂代谢指标

采用首都医科大学附属北京世纪坛医院检验科全自动生化分析仪测定空腹血脂、血糖水平; 采用化学发光法测定空腹胰岛素(FINS)含量; 计算胰岛素抵抗指数(HOMA-IR), HOMA-IR=空腹血糖×空腹胰岛素/22.5, >2.69为存在胰岛素抵抗。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0软件对数据进行分析处理，计量资料采用(x±s)表示，干预前后计量资料比较采用配对t检验，计数资料比较采用卡方检验，相关性检验采用Pearson相关检验, P < 0.05为差异有统计学意义。

2. 结果

2.1 生酮饮食干预前后患者维生素D水平变化

生酮饮食干预4周后，患者体内维生素D水平升高，平均升幅为5.35 ng/mL, 维生素D水平不足或缺乏比率由82.35%降至45.10%, 差异有统计学意义(P < 0.01)。见表 1。

表 1 生酮饮食干预前后患者维生素D水平比较(n=51)(x±s)[n(%)]

指标		基线	干预4周后
维生素D/(ng/mL)		16.37±5.67	21.72±6.64^**
维生素D营养状况	正常	9(17.65)	28(54.90)^**
	不足	33(64.70)	22(43.14)^**
	缺乏	9(17.65)	1(1.96)^**
与基线比较, **P < 0.01。

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2.2 生酮饮食干预前后体成分各项指标变化

生酮饮食干预4周后，患者体质量、BMI、体脂率、内脏脂肪面积、腰臀比均下降，差异有统计学意义(P < 0.01), 见表 2。

表 2 生酮饮食前后患者体成分各项指标变化(n=51)(x±s)

体成分指标	基线	干预4周后
体质量/kg	81.11±11.23	75.32±10.58^**
BMI/(kg/m²)	29.87±3.79	27.75±3.68^**
体脂率/%	40.77±4.70	37.88±5.14^**
内脏脂肪面积/cm²	163.25±38.76	142.56±39.53^**
腰臀比	0.96±0.05	0.94±0.06^**
BMI: 体质量指数。与基线比较, **P < 0.01。

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2.3 生酮饮食干预前后患者糖脂代谢指标变化

生酮饮食干预4周后，患者糖代谢指标均下降，脂代谢指标中的甘油三酯、高密度脂蛋白下降，差异有统计学意义(P < 0.01)，总胆固醇及低密度脂蛋白无明显变化。见表 3。

表 3 生酮饮食干预前后患者糖脂代谢指标变化(n=51)(x±s)

糖脂代谢指标	基线	干预4周后
空腹胰岛素/(μIU/mL)	18.59±8.86	11.43±4.90^**
空腹血糖/(mmol/L)	5.57±1.90	4.90±0.78^**
胰岛素抵抗指数	4.62±2.55	2.52±1.20^**
糖化血红蛋白/%	5.70±1.06	5.24±0.63^**
总胆固醇/(mmol/L)	4.98±1.09	4.80±0.91
甘油三酯/(mmol/L)	1.68±0.86	1.07±0.33^**
高密度脂蛋白/(mmol/L)	1.22±0.25	1.07±0.21^**
低密度脂蛋白/(mmol/L)	3.42±1.02	3.27±0.91
与基线比较, **P < 0.01。

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2.4 生酮饮食干预前后患者维生素D与体成分及糖脂代谢的相关性

生酮饮食干预前，患者维生素D水平与腰臀比呈显著负相关(P < 0.05); 生酮饮食干预后，患者维生素D水平与腰臀比、内脏脂肪面积、FINS、HOMA-IR均呈显著负相关(P < 0.05或P < 0.01)。见表 4。

表 4 生酮饮食干预前后维生素D与体成分及糖脂代谢相关性分析结果

指标	干预前		干预后
指标	r	P	r	P
体质量	-0.075	0.603	-0.208	0.143
体质量指数	0.039	0.788	-0.154	0.280
体脂率	-0.132	0.358	-0.183	0.198
内脏脂肪面积	-0.169	0.235	-0.279	0.047
腰臀比	-0.289	0.039	-0.361	0.009
空腹胰岛素	-0.065	0.651	-0.329	0.018
空腹血糖	0.057	0.689	0.000	0.999
胰岛素抵抗指数	-0.037	0.798	-0.309	0.027
糖化血红蛋白	0.125	0.382	0.105	0.462
总胆固醇	-0.070	0.623	0.036	0.802
甘油三酯	0.036	0.801	-0.025	0.860
高密度脂蛋白	-0.079	0.582	0.078	0.586
低密度脂蛋白	-0.034	0.814	0.045	0.756

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3. 讨论

维生素D是体内重要的类固醇激素，也是脂溶性维生素之一，其获取方式包括户外接受紫外线照射或者摄入富含维生素D的食物。维生素D受体分布在全身诸多靶器官，对维持人体代谢相关的生理功能有重要作用。低维生素D水平与骨质疏松有关，会增加呼吸道感染、自身免疫性疾病和心脏病等疾病的发生风险。

研究^[13]发现肥胖人群普遍维生素D缺乏。研究^[14]显示约90%肥胖患者存在维生素D缺乏。本研究发现82.35%超重或肥胖PCOS患者体内维生素D水平不足或缺乏，且维生素D水平与腰臀比呈显著负相关。肥胖导致维生素D水平降低的原因有两个方面，一方面是肥胖患者户外活动少及饮食习惯不良，另一方面是肥胖患者体内维生素D更多溶解和储存于脂肪中，循环维生素D水平下降，导致生物利用率低^[13]。因此，对于肥胖患者而言，在没有减重的情况下，单纯补充维生素D往往效果欠佳。本研究通过生酮饮食减重干预后，患者维生素D水平显著提高，干预4周平均提高了5.35 ng/mL, 近半数患者维生素D水平恢复正常。这一方面得益于体质量的下降，尤其是腰臀比及内脏脂肪面积的减少，提示减少向心性肥胖可以有效改善维生素D水平; 另一方面，本研究显示维生素D与胰岛素抵抗呈显著负相关，而生酮饮食干预后HOMA-IR显著下降，因此生酮饮食通过改善胰岛素抵抗间接促进了维生素D水平的提高。

生酮饮食对于糖脂代谢的影响目前尚无定论。既往有研究^[8]报道生酮饮食可以降低空腹血糖，改善胰岛素抵抗，对于糖代谢的改善结论是一致的。生酮饮食作为高脂饮食，对于血脂的影响尚存在争议。本研究显示，生酮饮食干预后患者糖代谢指标全面改善，空腹血糖、FINS、HOMA-IR、糖化血红蛋白均显著下降，与既往研究^[15]结果是一致的，考虑机制是生酮饮食严格限制碳水化合物的摄入，减少了肠道单糖的吸收，从而降低了血糖水平，减少了血糖的波动^[16]; 随着血糖水平的下降，胰岛素峰值和曲线下面积也出现降低^[17]。脂代谢方面，本研究显示生酮饮食干预后患者体脂率及甘油三酯均显著下降，胆固醇及低密度脂蛋白降低不明显，考虑生酮饮食是在控制总热量的情况下通过消耗脂肪来供应能量，因此体脂率下降显著，同时血脂也得到改善，尤其对降低甘油三酯效果更明显。

维生素D对糖脂代谢有重要的影响。有研究^[18]显示给予肥胖患儿补充维生素D后，患儿的糖代谢指标有效改善，提示维生素D缺乏可能诱发肥胖患儿糖脂代谢紊乱。还有研究^[19]显示补充维生素D可以改善PCOS患者的糖脂代谢。有研究^[14]发现，甘油三酯及空腹血糖对维生素D水平具有显著负向预测作用。MOUSA A等^[20]研究结果显示，血清维生素D与胰岛素抵抗呈负相关。本研究发现，生酮饮食干预后患者维生素D水平与FINS及HOMA-IR呈显著负相关，与既往研究结果一致。因此，肥胖患者血清维生素D水平与糖脂代谢有密切关系，减重后维生素D水平的升高有利于糖脂代谢的改善。

综上所述，生酮饮食通过有效减重及改善胰岛素抵抗，显著提高了肥胖PCOS患者维生素D水平，并改善了糖脂代谢，且维生素D与糖代谢之间有相互协同作用。生酮饮食作为一种简单、有效、经济的饮食干预方式，为肥胖PCOS患者维生素D缺乏及糖脂代谢紊乱提供了新的治疗策略。

表 1 生酮饮食干预前后患者维生素D水平比较(n=51)(x±s)[n(%)]

指标		基线	干预4周后
维生素D/(ng/mL)		16.37±5.67	21.72±6.64^**
维生素D营养状况	正常	9(17.65)	28(54.90)^**
	不足	33(64.70)	22(43.14)^**
	缺乏	9(17.65)	1(1.96)^**
与基线比较, **P < 0.01。

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表 2 生酮饮食前后患者体成分各项指标变化(n=51)(x±s)

体成分指标	基线	干预4周后
体质量/kg	81.11±11.23	75.32±10.58^**
BMI/(kg/m²)	29.87±3.79	27.75±3.68^**
体脂率/%	40.77±4.70	37.88±5.14^**
内脏脂肪面积/cm²	163.25±38.76	142.56±39.53^**
腰臀比	0.96±0.05	0.94±0.06^**
BMI: 体质量指数。与基线比较, **P < 0.01。

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表 3 生酮饮食干预前后患者糖脂代谢指标变化(n=51)(x±s)

糖脂代谢指标	基线	干预4周后
空腹胰岛素/(μIU/mL)	18.59±8.86	11.43±4.90^**
空腹血糖/(mmol/L)	5.57±1.90	4.90±0.78^**
胰岛素抵抗指数	4.62±2.55	2.52±1.20^**
糖化血红蛋白/%	5.70±1.06	5.24±0.63^**
总胆固醇/(mmol/L)	4.98±1.09	4.80±0.91
甘油三酯/(mmol/L)	1.68±0.86	1.07±0.33^**
高密度脂蛋白/(mmol/L)	1.22±0.25	1.07±0.21^**
低密度脂蛋白/(mmol/L)	3.42±1.02	3.27±0.91
与基线比较, **P < 0.01。

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表 4 生酮饮食干预前后维生素D与体成分及糖脂代谢相关性分析结果

指标	干预前		干预后
指标	r	P	r	P
体质量	-0.075	0.603	-0.208	0.143
体质量指数	0.039	0.788	-0.154	0.280
体脂率	-0.132	0.358	-0.183	0.198
内脏脂肪面积	-0.169	0.235	-0.279	0.047
腰臀比	-0.289	0.039	-0.361	0.009
空腹胰岛素	-0.065	0.651	-0.329	0.018
空腹血糖	0.057	0.689	0.000	0.999
胰岛素抵抗指数	-0.037	0.798	-0.309	0.027
糖化血红蛋白	0.125	0.382	0.105	0.462
总胆固醇	-0.070	0.623	0.036	0.802
甘油三酯	0.036	0.801	-0.025	0.860
高密度脂蛋白	-0.079	0.582	0.078	0.586
低密度脂蛋白	-0.034	0.814	0.045	0.756

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施引文献(4)

期刊类型引用(4)

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1. 资料与方法
1.1 一般资料
1.2 干预方法
1.3 观察指标
1.3.1 体成分分析
1.3.2 血清维生素D水平
1.3.3 糖脂代谢指标
1.4 统计学方法
2. 结果
2.1 生酮饮食干预前后患者维生素D水平变化
2.2 生酮饮食干预前后体成分各项指标变化
2.3 生酮饮食干预前后患者糖脂代谢指标变化
2.4 生酮饮食干预前后患者维生素D与体成分及糖脂代谢的相关性
3. 讨论

1. 资料与方法
1.1 一般资料
1.2 干预方法
1.3 观察指标
1.3.1 体成分分析
1.3.2 血清维生素D水平
1.3.3 糖脂代谢指标
1.4 统计学方法
2. 结果
2.1 生酮饮食干预前后患者维生素D水平变化
2.2 生酮饮食干预前后体成分各项指标变化
2.3 生酮饮食干预前后患者糖脂代谢指标变化
2.4 生酮饮食干预前后患者维生素D与体成分及糖脂代谢的相关性
3. 讨论

参考文献(20)

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生酮饮食对超重/肥胖多囊卵巢综合征患者维生素D及糖脂代谢的影响

通讯作者: 白文佩, E-mail: baiwp@bjsjth.cn 江波, E-mail: jiangboprof@163.com

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