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唐氏综合征(DS)和神经管缺陷(NTD)产前筛查方法
作者: 时间: 2009-03-08 15:13 来源: 点击:
中山大学生命科学学院 吴玉萍 博士 珠海艾博罗生物技术有限公司 郑末晶 副主任药师 一、产前筛查: 1.什么是筛查:筛查是用系统的方法通过检测或询问的手段从那些无症状并且未引起医疗上注意的人群中找出某一特定疾病的高危人群,并对他们进一步追踪或采取
 
中山大学生命科学学院 吴玉萍 博士
珠海艾博罗生物技术有限公司 郑末晶 副主任药师
一、产前筛查:
1.什么是筛查:筛查是用系统的方法通过检测或询问的手段从那些无症状并且未引起医疗上注意的人群中找出某一特定疾病的高危人群,并对他们进一步追踪或采取直接的预防措施。
2.什么是产前筛查:产前筛查是对孕妇进行怀有某些先天性异常胎儿的“危险”程度的筛选。产前筛查的目的是进一步对高危人群确诊,并为孕妇提供终止妊娠的方法预防和减少出生缺陷。目前产前筛查的两种主要疾病是唐氏综合征(Down’s Sydrome,又称21三体综合征)和开放性神经管缺陷(Open Neural Tube Defect,或ONDT)。产前筛查可以在妊娠早期(7-13周)或中期(14-21周)进行。根据目前的技术水平的限制,产前筛查技术都不能做到筛查百分之百正确,会出现假阴性(将疾病妊娠误查为正常妊娠)和假阳性(将正常妊娠误查为疾病妊娠),假阴性病例因此会误诊,假阳性病例一般在产前诊断实验时被纠正。
每一个孕妇都有平等享受产前筛查的权利,医务人员有责任为孕妇提供产前筛查的信息。在知情选择、孕妇自愿的原则下进行产前筛查。
二、产前诊断
1.什么是产前诊断:在遗传咨询的基础上,对有高风险的妊娠妇女进行产前诊断,如果确认为正常胎儿则继续妊娠至足月生产,这是预防严重遗传病患儿出生的有效手段。
2 哪些人应做产前诊断?
2.1 至预产期母亲年龄≥35岁;
2.2 夫妇中有一方为平衡易位染色体携带者;
2.3 孕母为至今尚不能产前筛查诊断的χ连锁隐性遗传病携带者而需测胎儿性别者;
2.4 疑有能进行DNA诊断的先天性代谢缺陷症或其他遗传病;
2.5 过去生育过神经管缺陷、染色体异常儿的染色体病高危夫妇;
2.6 产前筛查母血清标记物异常,属于高风险的孕妇。
3 产前诊断的方法:
3.1羊膜穿刺法;3.2绒毛取样法;3.3 B型超声扫描;3.4 脐带穿刺;3.5 X线检查; 3.6 胎儿镜检查。
三、唐氏综合征和神经管缺陷产前筛查简介
1、什么是唐氏综合征(Down's syndrome)?唐氏综合征也称为21-三体综合征、先天性愚型、先天痴呆征。其特征主要表现为严重的智力低下,智商(IQ)多为20~60,只有同龄正常人的1/4~1/2。它有独特的面部和身体畸形,如小头,枕部扁平,项厚,眼裂小,外侧上斜,内眦深,眼距宽,马鞍鼻,口常半开,舌常口外,手指短粗,掌纹有通贯,小指内弯等。50%合并先天性心脏病、消化道畸形、白血病等。有报道服用较长时间避孕药的年轻妇女,也可妊娠唐氏综合征的胎儿。
该病目前无有效的治疗方法,其发病率约占受孕人数的1%,出生率约为1/600~1/700,我国每年大约有26600个先天愚型痴呆儿出生,平均每20分钟就出生一例。
2、什么是神经管缺陷(NTD)?神经管缺陷是一类中枢神经系统的出生缺陷,是一种多基因遗传病。中枢神经系统包括大脑和脊髓,从胚胎时期发育时神经管不能闭合,就会产生神经管畸形,导致无脑儿、脊柱裂、脑积水、死胎或者出生后夭折等,能存活者通常也有精神和身体上的缺陷。脊柱裂通常是在胚胎形成时脊柱无法完全闭锁而引起的;无脑儿则是由脑及头盖骨异常发育造成的。
在国外以脊柱裂居多,而国内则以无脑儿居多。我国北方各省神经管缺陷(NTD)的发生率较高,山西省的NTD发生率>1%。生产过神经管缺陷(NTD)患儿的妇女和她的女性亲属就构成了一个高风险人群。
3、谁会生出“先天愚型儿”?每一个怀孕的孕妇都有机会生出“先天愚型儿”,它的发生具有偶然性、随机性,事前毫无征兆,没有家族史,没有明确的毒物接触史,发生率会随孕妇年龄的增高而升高。可是却有80%的先天愚型儿是由34以下的年轻孕妇所生。因此,我们才说每一位怀孕的妇女都有机会生出先天愚型儿!
4、已出生的“先天愚型儿”是否可以治疗?怎样避免其出生?
医学上对“先天愚型儿”是无法治愈的。因为先天愚型是人第21号染色体增加了一条成为3条所引起的一种常染色体疾病。防止此类疾病发生的办法,就是在怀孕期间进行产前筛查和必要的产前诊断,尽早发现并采取相应措施(如终止妊娠)。

5、除了唐氏综合征以外,其他染色体异常在10,000出生婴儿中所占的比例
染色体异常类型 发病率及存活时间
21三体综合征(Down’s 综合征) 在受精卵中为1/150;在新生儿中为1/600。35岁左右。
18三体综合征(Edwards 综合征) 在新生儿中为1/1000。1岁左右。
13三体综合征(Patau 综合征) 在新生儿中为1/5000。6个月以上生存率为5%。
6、产前筛查的原理:
采用血清标记物产前筛查唐氏综合征(DS)和神经管缺陷(NTD)越来越受到大家的重视和广泛应用。目前采用的筛查唐氏综合征(DS)和神经管缺陷(NTD)的血清标记物主要有:甲胎蛋白(AFP)、β-绒毛膜促性腺激素(Free-β-HCG/β-HCG)、妊娠相关血浆蛋白(PAPP-A)。
据报道93%的胎儿至少有一项标记异常,90%以上的唐氏综合征(DS)有两项以上的标记异常。采用组合应用血清标记物对唐氏综合征(DS)进行筛查。目前常用的组合为二联法或三联法,甚至可以是六联、七联,但从卫生经济学和社会效益的角度看,选择最少的指标组合而达到最大的预测效果是最理想的选择。在孕早期(7-13孕周)β- HCG+PAPP-A组合在孕7-13周DS的阳性检出率最高。在孕中期(14-21孕周)AFP+β-HCG+ uE3是最先被使用的组合,也是目前世界上应用最为广泛的组合,被称为传统的三联标记组合。这一组合的最敏感时期为孕14-21周,唐氏综合征(DS)阳性检出率为65%-80%,其中用于高龄孕妇则检出率更高。uE3作为标记存在争议,许多实验室已放弃这一指标。
6.1孕妇年龄的筛查:随着孕妇年龄的增加,可发生染色体的不分离,故妊娠先天愚型儿的风险度增大。孕妇年龄筛查的阈值,绝大多数国家定在35岁,相当于1:400的危险度,即35岁及以上的孕妇属于高危人群。20岁的孕妇有1/1528的机会生出先天愚型儿、30岁的孕妇有1/909的机会,而35岁的孕妇则增至1/350。但要注意的是,虽然说高龄产妇生出“先天愚型儿”的机会比较高,在我国35岁以上的妇女怀孕只占妊娠妇女的少数,绝大多数是年龄较轻的妇女。临床上一般不单独使用孕妇年龄进行筛查,但孕妇年龄的相关风险度,可用于计算孕妇血清标记物筛查的综合风险率。
6.2 孕妇血清标记物的筛查:
6.2.1甲胎蛋白(AFP)
(1) 正常妊娠时的甲胎蛋白(AFP):
甲胎蛋白(AFP)是胚胎早期的主要蛋白质,来源于胎儿肝脏和卵黄囊。在胚胎第20天时开始合成,第14-16周,孕妇血中可测到AFP,胎儿血中的AFP经羊水通过胎盘屏障渗入母血。孕妇血清中的AFP在早、中孕期逐渐增加。大约在28-32周时母血中AFP量达到最高峰并相对稳定,以后逐渐下降。
AFP是胎儿的一种特异性球蛋白,分子量为64000-70000道尔顿,在妊娠期间可能具有糖蛋白的免疫调节功能,可预防胎儿被母体排斥。
AFP在妊娠早期1-2个月由卵黄囊合成,继之主要由胎儿肝脏合成,胎儿消化道也可以合成少量AFP进入胎儿血循环。妊娠6周胎血AFP值快速升高,至妊娠13周达高峰,此后随妊娠进展逐渐下降至足月,羊水中AFP主要来自胎尿,其变化趋势与胎血AFP相似,母血AFP来源于羊水和胎血,但与羊水和胎血变化趋势并不一致。妊娠早期,母血AFP浓度最低,随妊娠进展而逐渐升高,妊娠28-32周时达高峰,以后又下降。
(2) 甲胎蛋白(AFP)是开放性神经管缺陷及唐氏综合征的标记物:
正是由于胎儿产生大量的AFP而仅有微量AFP可以进入母体,因此AFP可以作为某些胎儿缺陷的指标。妊娠时母体血清中的升高的AFP全部是从胎儿那里来的,大约有2/3是通过胎盘进入母体,1/3是通过羊膜进入母体。
在孕妇怀有唐氏综合征胎儿时,母体血清AFP水平比正常妊娠低23%左右,但是我们目前还不知道唐氏综合征时AFP水平降低的原因。
怀有开放性神经管缺陷的孕妇的血清中AFP及羊水中的AFP水平可比正常妊娠高80-90%,但是闭合的神经管缺陷,即使伴有脑水肿,孕妇的AFP水平仍然是正常的。
6.2.2 绒毛膜促性腺激素 (hCG)
(1) 正常妊娠时的绒毛膜促性腺激素 (hCG)
hCG是由2个非共价亚单位(α亚单位和β亚单位)组成的一种糖蛋白。hCG是由胎盘合成的。某些肿瘤如畸胎瘤、绒毛膜癌也分泌hCG。胎儿循环中hCG的浓度约为母体血清浓度的3%左右。胎儿的hCG在妊娠早期大幅度升高,妊娠8-10周时达高(1500-2500mIU/mL),然后在18-20周时逐渐下降到稳定水平,hCG在母体血清中的浓度在妊娠10周时达高峰期(100,000 mIU/mL),然后在18-20周时下降到稳定水平(20,000 mIU/mL)。羊水中hCG的含量变化趋势与胎儿循环中的变化相似,hCG在非妊娠妇女、新生儿及男性中很难测到。
(2) 绒毛膜促性腺激素(hCG)是唐氏综合征的标记物
怀有唐氏综合征胎儿的母亲血清及羊水中hCG的含量在妊娠中期平均为正常妊娠的2.08倍。羊水中hCG含量在妊娠中期时比正常妊娠含量高1.7倍。唐氏胎儿妊娠hCG水平升高的病理生理学原因与胎盘分泌功能增强有关。
(3) 游离绒毛膜促性腺激素 (Free-β-hCG)与完整的绒毛膜促性腺激素(hCG)
完整的hCG是由α亚单位和β亚单位组成的。α亚单位与其它垂体激素的α亚单位相同,只有β亚单位是hCG特有的。在妊娠中期时,母体血清中99%以上的hCG都是以完整形式存在,只有0.5%左右的hCG是以游离的β亚基存在。1990年曾有报道认为使用游离的β亚基可使唐氏胎儿检出率增加20%,然而这篇报道并没有与完整的hCG做比较。Foundation of Blood Research研究发现游离β-亚基和hCG与其它标记物结合筛查的检出率分别为54-62%和55-62%,而英国的研究发现β亚基和hCG与其它标记物结合的检出率分别为67%和69%,由此看出β亚基和完整hCG在受累人群和正常人群的分布非常相近。
标本中的hCG随时间延长和温度增高会分解为β亚基和α亚基。由于游离的β亚基在血清中含量非常低,分解出来的β亚基会在很大程度上影响β亚基的检测水平,而对完整的hCG的影响则相对较小。因此用β亚基作为指标有可能增加假阳性率。为此实验室在运输或保存标本时要近量避免温度的升高。
6.2.3 妊娠相关血浆蛋白(PAPP-A)
(1)正常妊娠时的妊娠相关血浆蛋白(PAPP-A)
妊娠相关蛋白(PAPP-A) 是一种大分子糖蛋白,分子量为750,000道尔顿,碳水化合物占20%,其生物功能尚不完全清楚。PAPP-A由胎盘合体滋养层和蜕膜产生,属于α2巨球蛋白,具有激活补体,起免疫抑制的作用,孕早期就可以在母体血清中检测到,而整个妊娠期间,胎血中测不道PAPP-A,这是因为PAPP-A分子量大,不能透过胎盘进入血循环。它具有以下优点:在早早孕阶段,母血中即可测到。当其他妊娠蛋白水平开始下降时,母血PAPP-A水平仍在升高,它是唯一的一种在母血中浓度最高,羊水中次之,胎血中不含有的妊娠蛋白。
在正常妊娠过程中随着妊娠进展,母体PAPP-A水平继续升高到妊娠足月时达高峰。于孕6周在孕妇血清中即可测出,并随孕周增加而增多,但直至足月仍无峰值出现。唐氏综合征胎儿所有器官包括胎盘均发育不全,胎盘合体滋养层功能下降,合成PAPP-A减少。因此,在早孕期低水平的PAPP-A是筛查染色体异常胎儿的较好指标,尤其是唐氏综合征胎儿,检出率可达60%。另外,当自然流产、异位妊娠、胎儿生长迟缓、胎死宫内时,母血PAPP-A亦呈低值,这与胎盘功能不全,使其合成减少有关。PAPP-A可作为判定胎盘功能,预测胎儿高危程度及先兆子痫发展程度的指标。
(2)PAPP-A是唐氏综合征的标记物:
PAPP-A是妊娠早期(14周以前)筛查唐氏综合征的血清指标。唐氏综合征胎儿母血中PAPP-A呈下降趋势。怀有先天愚型胎儿的孕妇,其血清中(PAPP-A)一般低于0.25MOM~0.51MOM。
6.2.4唐氏综合征的产前筛查。
在孕早期(孕7-13周),唐氏综合征胎儿孕妇血清中妊娠相关蛋白 (PAPP-A)呈下降趋势,β-绒毛膜促性腺激素(Free-β- HCG/β- HCG)呈升高趋势。检测孕妇血清中的妊娠相关蛋白 (PAPP-A) 和β-绒毛膜促性腺激素(Free-β- HCG/β- HCG)的浓度,结合孕妇的年龄、体重、孕周、种族、既往病史等因素进行综合性纠正分析,得到妊娠唐氏综合征的风险率,检出率约为62%-80%。
在孕中期(孕14~21周),唐氏综合征胎儿孕妇血清中甲胎蛋白(AFP)降低, β- HCG升高。检测孕妇血清中的甲胎蛋白(AFP)和β-绒毛膜促性腺激素(F-β-HCG /β-HCG)的浓度。结合孕妇的年龄、体重、孕周、种族、既往病史等因素进行综合性纠正分析,得到妊娠唐氏综合征的风险率,检出率约为67%~83%或更高。
6.2.5神经管缺陷的产前筛查
在孕中期(14~21孕周)神经管缺陷畸型(如无脑儿、开放性脊柱裂等)羊水及母体血清中甲胎蛋白(AFP)显著升高,通过检测母血清中AFP指标的浓度,结合孕妇的体重、孕周、种族、既往病史等因素,可筛查出开放性神经管缺陷胎儿。神经管缺陷儿其母体血清AFP的水平呈强直性升高,一般>2.5MOM。目前是其它标记物所无法替代的,检出率可高达85%。
7.产前筛查的最佳时间及针对病种?
(1) 妊娠中期筛查与妊娠早期筛查:
  优点 缺点
早期
筛查
早期诊断 1.在此期间孕妇很少到医院来;
2.需要在中期做AFP检测筛查开放性神经管缺陷;
3.羊水穿刺及绒毛膜取样的危险性增加;
4.超声波NT测量的技术难度。
中期
筛查
1.有多年的筛查经验
2.羊水取样或绒毛膜取样的安全性增加
3.可同时做开放性神经管缺陷的筛查
1.诊断较晚。

(2) 针对病种
Ⅰ期: 妊娠早期(孕7-13周)
采用二联法(PAPP-A + β-HCG( F-β-HCG/β-HCG)),报告唐氏综合征胎儿风险率。
Ⅱ期: 妊娠中期(孕14-21周)
采用二联法(AFP+β-H CG(F-β-HCG/β-HCG)或三联法 β-HCG(F-β-HCG/β-HCG) +PAPP-A或AFP+β-HCG(F-β-HCG/β-HCG)+PAPP-A),报告唐氏综合征风险率及神经管缺陷风险。
8、唐氏综合征(DS)和神经管缺陷(NTD)产前筛查流程图:



8.1唐氏综合征(DS)产前筛查流程图:


注:MSAFP——母体血清甲胎蛋白; AFAFP——羊水甲胎蛋白;
MOM——平均中位数倍数(中倍数)。






8.2神经管缺陷(NTD)产前筛查流程图:

注:MSAFP——母体血清甲胎蛋白; AFAFP——羊水甲胎蛋白;
ONTD——开放性神经管缺陷; ACHE——乙酸胆碱酯酶;
MOM——平均中位数倍数(中倍数)
四、产前筛查系统
产前筛查系统由体外诊断试剂、检测仪器和筛查分析软件组成。检测仪器配合体外诊断试剂检测出孕妇血清中标记物(甲胎蛋白、β-绒毛膜促性腺激素、妊娠相关血浆蛋白)的量,将检测数据输入筛查分析软件中,即可得出唐氏综合征(DS)和神经管缺陷(NTD)筛查的结果。
1、筛查分析软件:唐氏综合征(DS)和神经管缺陷(NTD)产前筛查分析软件适用于医院对孕妇早期妊娠(7-13周)、孕中期(14-21周)的唐氏综合征(DS)和神经管缺陷(NTD)的筛查。该软件可适用于酶联免疫法(ELISA法)、化学发光法(CIA)、放射免疫法(IRMA)、时间分辨荧光免疫法(TRFIA)等检测方法的结果分析。
筛查分析软件已由珠海艾博罗生物技术有限公司研发而成,其收集并建立了中国人群的数据库和筛查的阳性似然比数据判断模型,将检测的孕妇血清标记物数据结合孕妇的年龄、体重、孕周、种族、既往病史等因素进行综合性纠正分析,得出妊娠唐氏综合征的风险率。
其特点:
(1)适合于中国人群;
(2)适用于多种检测方法,不必购置专用仪器、设备。使用单位可以根据现有的仪器、设备开展产前筛查工作。考虑到资源共享,一般来说推荐使用酶联免疫法;
(3)检测孕周宽(7-21孕周);
(4)综合因素全面:
①年龄;
②体重;
③孕周;
④种族;
⑤既往病史(胰岛素依赖性糖尿病);
⑥血清标记物数据。
2、结果分析:
2.1 唐氏综合征判读:
2.1.1唐氏综合征(DS)风险率截断值(cut-off值):产前筛查唐氏综合征(DS)胎儿的风险率截断值(cut-off值)应设定为1:150~1:300范围内。风险率截断值(cut-off值)的确定,应结合检出率和假阳性率综合确定(各实验室之间有差异,可以基于当地人群统计数据基础上确定)。
2.1.2唐氏综合征(DS)风险率≥风险率截断值时,则判断为唐氏儿高风险孕妇(即唐氏综合症筛查结果是阳性),建议进行产前诊断;反之,若风险率<风险率截断值时,则判断为唐氏儿低风险孕妇(即唐氏综合症筛查结果是阴性),不作进一步检查。
2.2神经管缺陷判读:
2.2.1神经管缺陷(NTD)中倍数截断值(cut-off值):产前筛查神经管缺陷(NTD)胎儿时,母体血淸标记物甲胎蛋白(AFP)中倍数截断值(cut-off值)应为小于2.5MOM。胎儿神经管缺陷(NTD)的中倍数截断值(cut-off值)的确定,应结合检出率和假阳性率综合确定(各实验室之间有差异,可以基于当地人群统计数据基础上确定)。
2.2.2神经管缺陷(NTD)AFP的中倍数截断值定为0.65~2.5MOM。若AFP中倍数>2.5MOM,则判断为神经管缺陷胎儿高风险孕妇(即神经管缺陷筛查结果是阳性),建议进行产前诊断;反之,若AFP中倍数<2.5MOM,则判断为神经管缺陷胎儿低风险孕妇(即神经管缺陷筛查结果是阴性),不作进一步检查。如AFP轻度升高(2.50 MoM)时重复血清测定有意义。如第二次AFP在1.0~2.0 MoM之间,提示胎儿可能正常。
2.2.3 AFP升高可能包括如下情形:1) 神经管缺陷; 2)流产、早产、低体重或妊娠子痫等高危妊娠的预兆; 3)其他畸形:死胎、嚢性水囊瘤、腹壁缺陷、先天性肾病、上消化道梗阻;4)正常变异:孕妇有不可解释的MSAFP增高;5)多胎;6)不正确的孕周计算。
AFP降低包括如下情形:1)唐氏综合征;2)未妊娠;3)其他畸形:未发现的流产和稽留流产;4)正常变异;5)不正确的孕周计算。
2.2.4 HCG升高可能包括如下情形:1)死胎;2)早产;3)新生儿死亡;4)低体重或妊娠子痫5)唐氏综合征。
2.2.5 PAPP-A降低可能包括如下情形:1)唐氏综合征;2)自然流产、异位妊娠、胎儿生长迟缓、死胎;3)胎儿高危或先兆子痫。
2.3 风险率截断值对筛查阳性率和21三体检出率的影响
类别 1:190中孕期分界值 1:270中孕期分界值
筛查阳性病例 1141(7.1%*) 1508 (9.4%)
羊膜腔穿刺病例 533(3.3% ) 725 (4.5%)
21三体检测病例 13 14
21三体检出率 56% 60%
检出一例21三体所需要的羊膜腔穿刺病例 40 51
*原始阳性率;资料来源于Haddow等的16067例筛查统计
3、注意事项:
3.1 该软件仅适用于单胎儿孕妇在孕早期(孕7-13周)和孕中期(孕14-21周)产前筛查唐氏综合征(DS)和神经管缺陷(NTD)胎儿。
3.2 该软件可适用于酶联免疫法(ELISA法)、化学发光法(CIA)、放射免疫法(IRMA)、时间分辨荧光免疫法(TRFIA)等检测方法。
3.3 孕周的确定:
3.3.1末次月经(LMP):以末次月经第一天来计算是最常用的方法之一;
3.3.2 B超(B超下的双顶径BPD):当孕周≥14周,末次月经日期不肯定或末次月经所记妊娠周数与临床医生检查结果不符时,推荐用B超下的BPD来确定孕周.在妊娠的这个时期,B超下BPD决定孕周准确性在10天以内,与LMP决定的孕周相比,提高了母血清筛查的敏感性,降低了假阳性的数目。因为,一般来讲,脊柱裂病例的BPD较正常胎儿小2周,用BPD调整后的孕周,改进了用母血清AFP筛查脊柱裂的敏感性。不推荐用B超测量的股骨或弘骨长度来估计胎龄,因为唐氏综合征时,这些长骨可能变短。
当被检测孕妇的血清标记物(AFP、β-HCG、PAPP-A)数值异常时(过高或过低),应特别注意孕周的确定是否准确。建议应采用B超确定孕周,排除由此引起的误差。
3.4 所有异常实验结果的病人都应该推荐进行遗传咨询。咨询内容为是否应复查一次,异常胎儿风险大小、病人可以有的选择如B超,产前诊断等。尽管产前筛查所用检测方法与临床检验类似,但其结果的解释与一般临检不同,筛查结果和胎儿异常的风险预测有关,要求咨询医生给病人解释风险及提出可能的选择。
3.5 实验试剂,必须用质量或国际单位校准。
3.6 孕周的计算采用三舍四入的方法(如17周+3天=17周,17周+4天=18周)。
3.7 各个实验室正常的中位值应每年进行一次计算修正。
3.8 校正:
3.8.1 种族差异的校正;
3.8.2孕妇的体重校正,因为重的妇女较轻的妇女母血清AFP值低;
3.8.3 孕妇为胰岛素依赖性糖尿病时须进行校正,因为胰岛素依赖性糖尿病孕妇的AFP值较正常人低。而且此类孕妇生育神经管缺陷(NTD)胎儿的风险比正常人高出10倍以上。但是,妊娠性糖尿病孕妇不需要进行矫正。
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