(57)【要約】  化学ウイルス療法又は放射線ウイルス療法に対する患者の応答を予想する診断方法であって、患者からの原発性腫瘍、例えば、脳腫瘍や膵ガンから採取された腫瘍細胞を、(i) パルボウイルスおよび／又は(ii)化学療法剤又は放射線治療にさらす工程と、ISG15の発現又は濃度の低減を測定する工程とを含む。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学ウイルス療法又は放射線ウイルス療法に対する患者の応答を予想する診断方法であって、
(a) 患者から採取された腫瘍サンプルの原発性腫瘍細胞を、異なる投与量の(i) パルボウイルスおよび／又は(ii) 化学療法剤又は放射線治療にさらす工程、そして、
(b) 時期を変動させながら、ISG15の発現又は濃度の低減を測定する工程、
を有する方法。
【請求項２】
腫瘍を患う患者に対する治療様式を選択する方法であって、
(a) 患者から採取された腫瘍サンプルの原発性腫瘍細胞を、異なる投与量の(i) パルボウイルス、および／又は、(ii) 化学治療薬又は放射線療法、にさらす工程、そして、
(b) 時期を変動させながらISG15の発現又は濃度の低下を測定する工程、
を有する方法。
【請求項３】
前記腫瘍は、脳腫瘍又は膵臓腫瘍である請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記ISG15の発現は、mRNAレベルに基づいて測定される請求項１〜３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記mRNAレベルは、ハイブリダイゼーションに基づく方法又はPCRによって測定される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ISG15の濃度は、ISG15に特異的に結合する抗体を使用して測定される請求項１〜４の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
ISG15に特異的に結合する抗体、又は、ISG15 mRNAに特異的にハイブリダイズするプローブ又はプライマーを含む請求項１〜６の何れか一項に記載の方法を実行する役立つキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学ウイルス療法又は放射線ウイルス療法に対する患者の応答を予想する診断方法であって、患者からの原発性腫瘍、例えば、脳腫瘍や膵ガンから採取された腫瘍細胞を、(i) パルボウイルス、および／又は(ii)化学療法剤又は放射線治療にさらす工程と、ISG15 (interferon stimulated gene: インターフェロン誘導遺伝子)の発現又は濃度の低減を測定する工程とを含む、方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガンは、心臓疾患に次いで米国における第2の主要な死因である。3人の１人のアメリカ人がその生涯においてガンを発病し、4人に1人のアメリカ人がガンで死亡する。悪性ヒト神経膠腫がヒトの悪性脳腫瘍中で最も数が多い。これまで、神経膠腫の治療法としては、脳神経外科技術(切除又は定位脳処置)、放射線療法、及び化学療法が含まれる。しかしながら、これらの治療法にも関わらず、神経膠腫は、電離放射線、化学療法、及び外科的切除に応答しないように不治であると考えられる。言い換えれば、これらの治療法に関して、達成可能な患者の寿命の延長は極めて限られている。即ち、これらの治療法にも関わらず、診断後の平均寿命は12〜16ヶ月に過ぎない。
【０００３】
膵臓ガンは、膵臓の悪性新生物である。米国において毎年、約43,000人がこの症状を診断され、約35,000人がこの疾患で死亡している。予後診断は相対的には悪いが、改善はしている。3年の生存率は約30パーセントであるが、診断されたものの内5パーセント以下の人は診断の5年後にまだ生存している。完全な回復はまだかなり稀である。
【０００４】
PDAC(膵管のガン)を含む様々なタイプのガンの治療のために化学療法と組み合わせて、生物学的療法術、特に、腫瘍溶解性ウイルス、が既に適用されている(非特許文献１)。しかしながら、増感剤としてのウイルスの使用、及び化学ウイルス療法に対する患者の応答性の予想についての問題については今日まで良好に対処されなかった。事実、従来のイン・ヴィトロ及びイン・ヴィヴォ研究(非特許文献２)は、例えば、膵腫瘍細胞は、そのパルボウイルス(H1-PV)による治療に対する応答性、そして、標準的化学療法ゲムシタビン(gemcitabine)とH1-PVとの様々な組み合わせに対する応答性において、異なることを示している。残念ながら、応答を予想するための分子マーカは存在しない。潜在的有効性は、動物モデルでの「試行錯誤的」実験から推定されている。潜在的応答性に応じて患者をグループ分けすることは不可能であるので、別の治療計画からは恩恵を受けるかもしれない、有効な可能性のあるプロトコルは、もしも誤った標的グループに適用されれば、うまく行かない。
【０００５】
要するに、例えば、潜在的に応答性を有する患者を選択するために、ある組み合わせ療法の成功を高い信頼性で予測することが出来ないことが、化学ウイルス療法又は放射線ウイルス療法の臨床的利用にとって主要な障害となっている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Kasuya等、Cancer Gene Ther. 2005: 12: 725-36
【非特許文献２】Angelova等、Clin Cancer Res. 2009; 15: 511-9
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、本発明の背景にある技術的課題は、腫瘍患者の化学ウイルス療法又は放射線ウイルス療法に対する応答を予想するための診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この技術課題に対する解決手段は、特許請求の範囲の記載に特徴付けられた実施例を提供することによって達成される。治療を開始する前に投与量とタイミングを個別に調節することを可能にし、それによって適用される治療法の成功率を高める、新規な化学ウイルス療法プロトコルとテストが開発された。H1-PV感染がISG15レベルを低下させ、それによって化学療法(例えば、ゲムシタビンによる)に対してガン細胞を増感することが発見された。従って、異なる期間の異なる投与量のH1-PVとゲムシタビンにさらされた原発性腫瘍細胞におけるISG15発現を測定することによって、潜在的治療法に対する応答を予想し、有効なウイルス増感(即ち、H1-PV感染後の化学療法に対して細胞を再び増敏する)のために必要なパルボウイルス(例えば、H1-PV)の個々の投与量を調節することが可能になる。本発明をもたらした実験により、H1-PVでの感染によってヒト膵臓細胞サブセット中のISG15の発現レベルが低下することが示された。従って、H1-PVのISG15を下方制御(ダウンレギュレーション)する能力を利用して、(i)最終的に適用されるゲムシタビン(又は、その他の化学療法)に対する患者の増感のために最初にH1-PVを使用する個々の治療プロトコルを設計すること、そして(ii)治療の開始前にこの特定のアプローチに対する患者由来の原発性腫瘍細胞の潜在的応答性を予想可能なスクリーニングツールを開発することが可能である。IFN-関連DNA損傷耐性は化学耐性と放射線耐性との両方に関連することが報告されているので、このアプローチは放射線ウイルス療法に拡張することができる(1-3)。患者及び治療融資機関にとっての恩恵は明白である。即ち、本発明の前記アプローチは、他覚的反応を大幅に改善し、個別化療法を可能にし、コストを削減する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】H1-PVとジェムザールとの組み合わせ治療の相乗作用を示すグラフ。
【図２】H-1PV (QRT-PCR) によるISG15の下方制御を示すグラフであって、詳細については例2を参照。
【図３】H-1PV (QRT-PCR) によるISG15の下方制御を示すグラフであって、詳細については例2を参照。
【図４】第一選択治療としてジェムザール又はH1-PVのいずれか一方を適用するプロトコルの比較を示すグラフであって、詳細については例2を参照。
【図５】(i)短期-長期初代培養を確立するため、 (ii) SCIDマウスに異種移植され次に拡張される、ルーチンPDAC外科手術中に得られたサンプルを説明する図であって、詳細については例3を参照。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
従って、本発明は、化学ウイルス療法又は放射線ウイルス療法に対する患者の応答を予想するための診断方法に関し、この方法は以下の工程を有する、
(a) 患者から採取された腫瘍サンプルの原発性細胞を、様々な投与量の、(i) パルボウイルス、および／又は、(ii)化学治療剤又は放射線療法、にさらす、そして、
(b) 異なる時間周期に渡って、ISG15の発現又は濃度の低下を測定する。
【００１１】
従って、異なる時間周期の異なる投与量の、例えばH1-PVとゲムシタビンとにさらされる原発性腫瘍細胞におけるISG15発現を測定することによって、潜在的治療法に対する応答を予想し、パルボウイルスの個々の投与量を調節することが可能となる。
【００１２】
別実施例において、本発明は、腫瘍を患う患者に対して治療様式を選択する方法に関し、この方法は以下の工程を有する、
(a) 患者から採取された腫瘍サンプルの原発性細胞を、様々な投与量の、(i) パルボウイルス、および／又は、(ii)化学治療薬又は放射線療法、にさらす、そして
(b) 異なる時間周期に渡って、ISG15の発現又は濃度の低下を測定する。
【００１３】
工程(b)の結果に基づいて、化学ウイルス療法/放射線ウイルス療法に対する患者の応答を予想することができ、最も適切な治療様式を選択することができる。即ち、カットオフ値を確立することができ、かつテストによって適当な患者が選択され、これらの患者に対して適切な投与量が調節される。
【００１４】
ここで使用される「化学ウイルス療法」および「放射線ウイルス療法」という文言は、化学療法と放射線療法とのそれぞれとの(パルボ)ウイルス療法の組み合わせをいう。パルボウイルスは、化学療法剤又放射線療法の前、同時、又は後、に投与することができる。好ましくは、パルボウイルスは、化学療法又は放射線療法の前に投与される。
【００１５】
ここで使用される「腫瘍サンプル」という言葉は、患者から採取されたサンプルをいう。前記腫瘍サンプルは、当業者に知られているルーチン的手段、即ち、生検 (吸引、穿孔、切除又は、生検や切除細胞性材料をもたらすその他の外科的方法)、によって患者から採取することができる。直視下生検によっては容易に到達することができない領域に関しては、外科医は、頭蓋に形成された小さな穴を通して、定位固定器具を使用して「閉鎖」生検を得ることができる。定位固定器具によって外科医は、三次元空間において生検プローブを正確に配置でき、脳のほとんどどの位置へもアクセスすることが可能である。従って、本発明の診断方法のための組織を採取することができる。
【００１６】
「腫瘍」という用語は、罹患組織又は細胞集合の、その進行度（ステージ）、悪性度（グレード）、組織学的特長、侵襲性、攻撃性又は、悪性において限定されるものではない。具体的には、ステージ0ガン、ステージIガン、ステージIIガン、ステージIIIガン、ステージIVガン、グレードIガン、グレードIIガン、グレードIIIガン、悪性ガン、原発性肉腫、その他全てのタイプのガン、悪性病変などが含まれる。
【００１７】
ここで使用される「パルボウイルス」という用語は、野生型又はその修飾された複製可能な誘導体、更に、それらのウイルス又は誘導体に基づく関連ウイルス又はベクターを含む。適当なパルボウイルス、誘導体、など、更に、前記パルボウイルスを活性的に作り出すために使用可能で、治療に有用な、細胞、は、過度の実験努力無しに、当該技術の範囲内で容易に決定することが可能である。本発明において使用可能なパルボウイルスの具体例として、パルボウイルスH1 (H1-PV)、又はLuIII、マウス微小ウイルス(MMV)、マウスパルボウイルス(MPV)、ラット微小ウイルス(RMV)、ラットパルボウイルス(RPV)又はラットウイルス(RV)等の関連パルボウイルスがある。
【００１８】
ISG15は、IFN-α/βによっても誘導される３つの共役酵素の連続作用によって多様な細胞タンパク質に対して共役されるIFN-α/βユビキチン様タンパク質である。当該タンパク質のアミノ酸配列、又、ISG15をコードするヌクレオチド配列は、(4)と(5)に記載されている。従って、当業者は、標準的方法によって、ISG15の発現および／又は濃度を測定するのに適したプローブを作り出すことができる。当業者には、又、原発性腫瘍細胞を培養又は維持し、これらの細胞を前記パルボウイルスおよび／又は化学治療物質でインキュベートするルーチン的な方法も知られている。
【００１９】
本発明の前記方法は、任意の腫瘍に適用可能である。但し、好適な腫瘍は、脳腫瘍と膵臓ガンである。
【００２０】
本発明による薬剤の組み合わせによって治療可能な患者は、ヒトのみならず、非ヒト動物も含む。後者の具体例としては、非限定的に、ウシ、ヒツジ、ブタ、ウマ、イヌ、ネコが含まれる。
【００２１】
本発明の目的のために有用な化学療法物質としては、腫瘍の成長を阻害するのに有効な全ての化合物が含まれる。化学療法物質の投与は、非経口及び経腸経路による全身的な投与を含む様々な方法によって達成することが可能である。好ましくは、パルボウイルスと化学療法物質とは別々の化合物として投与される。適当な化学療法物質の具体例として、アルキル化剤、例えば、ナイトロジェンマスタード、エチレンイミン化合物、及びスルホン酸アルキル、代謝拮抗物質、例えば、葉酸、プリン又はピリミジンアンタゴニスト、有糸分裂阻害剤、例えば、ビンカアルカロイド、ポドフィロトキシン誘導体、細胞傷害性の抗生物質、DNA発現に対して損傷を与える、又は、干渉する化合物、及び、成長因子受容体アンタゴニストがある。
【００２２】
前記組み合わせ療法に適した化学療法物質の具体例には以下のものが含まれる。シスプラチン、ダカルバジン(DTIC)、ダクチノマイシン、メクロレタミン(ナイトロジェンマスタード)、ストレプトゾシン、シクロホスファミド、カルムスチン(BCNU)、ロムスチン(CCNU)、ドキソルビシン(アドリアマイシン)、ダウノルビシン、プロカルバジン、マイトマイシン、シタラビン、エトポシド、メトトレキサート、5-フルオロウラシル、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ブレオマイシン、パクリタキセル(タクソール)、ドセタキセル(タキソテール)、アルデスロイキン、アスパラギナーゼ、ブスルファン、カルボプラチン、クラドリビン、ダカルバジン、フロクスウリジン、フルダラビン、ヒドロキシウレア、イホスファミド、ロイプロリド、メゲストロール、メルファラン、メルカプトプリン、プリカマイシン、ミトタン、ペグアスパルガーゼ、ペントスタチン、ピポブロマン、プリカマイシン、ストレプトゾシン、タモキシフェン、テニポシド、テストラクトン、チオグアニン、チオテパ、ウラシルマスタード、ビノレルビン、クロラムブシル、およびこれらの組み合わせ。特に好適な化学療法物質は、ゲムシタビンとテモゾロジンである。
【００２３】
ISG15をコードする遺伝子の発現と、ISG15タンパク質の濃度とは、当業者に知られている標準方法によってアッセイすることができる。ISG15の核酸配列と誘導アミノ酸配列とは公開されている(4)。好適なアッセイは、ノーザンブロット分析、逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-CR)、インサイツハイブリダイゼーション、など、ハイブリダイゼーションに基づく、又は、適当なプローブ/プライマー対を使用するPCRによるものである。
【００２４】
本発明の意味における「プライマー対」及び「プローブ」とは、分子生物学の当業者に周知であるこの用語の通常の意味を有するものとする。本発明の好適実施例において、「プライマー対」及び「プローブ」とは、検出対象である標的ISG15タンパク質の領域に対して、同一、相補的、相同的、又はその相補体に対して相同的な配列を有するポリヌクレオチド分子として理解されるべきである。前記プライマー/プローブは、ISG15タンパク質の検出を補助するべく検出可能に標識化することができる。好適な標識は、蛍光標識、発光標識、放射性標識、及び色素である。
【００２５】
好ましくは、前記ISG15タンパク質の濃度は、このISG15タンパク質に特異的に結合する抗体を使用することによって測定される。そのような抗体は、ISG15由来ペプチド又は全タンパク質を免疫源として使用することによって作り出すことができる。
【００２６】
ここで使用される「抗体」という用語は、当該技術において知られている任意のタイプの抗体に関連する。ここで使用される抗体は、無傷のイムノグロブリン分子、更に、Fab、F(ab)2やFv等の、IDH1のエピトープに結合することが可能な、それらのフラグメントを含む。典型的には、エピトープを形成するためには、少なくとも6、8、10又は12の近接するアミノ酸が必要である。但し、非近接アミノ酸を含むエピトープでは、更にそれ以上、例えば、少なくとも15、 25又は50のアミノ酸を必要とするかもしれない。
【００２７】
ISG15に特異的に結合する抗体は、ウェスタンブロット、ELISA、放射免疫測定法、免疫組織化学的測定法、免疫沈降等の免疫化学的測定法、又は、当該技術において知られているその他の免疫化学的測定法に使用することができる。所望の特異性を有する抗体を同定するために様々な免疫測定法を使用することができる。競合的結合又は免疫放射定量測定法も当該技術において周知である。そのような免疫測定法は、典型的には、免疫源とその免疫源に特異的に結合する抗体との間の複合体形成を測定するものである。
【００２８】
本発明の診断方法に使用可能な抗体は、十分確立された方法によって産生することが出来る。即ち、ISG15ポリペプチド又はそのフラグメントを使用してマウス、ラット、ウサギ、モルモット、サル、又は、ヒト等の哺乳動物を免疫し、ポリクローナル抗体を作り出すことができる。所望の場合、免疫源として使用された前記(ポリ)ペプチドを、ウシ血清アルブミン、サイログロブリン、キーホールリンペットヘモシアニン、などのキャリアタンパク質に共役することができる。宿主の種に応じて、免疫学的応答を増大させるために様々なアジュバントを使用することができる。そのようなアジュバントは、フロイントアジュバント、ミネラルゲル(例えば、水酸化アルミニウム)、及び界面活性剤(例えば、リゾレシチン、プルロニックポリオール類(pluronic polyols)、ポリアニオン類、ペプチド類、オイルエマルジョン類、キーホールリンペットヘモシアニン、及びジニトロフェノール)を含むが、それらに限定されるものではない。ヒトに使用されるアジュバント中、BCG(カルメット-ゲラン桿菌)、コリネバクテリウム  パルバム(Corynebacterium parvum)が特に好適である。
【００２９】
ISG15に特異的に結合するモノクローナル抗体は、培養中の連続する細胞系による抗体分子の産生を提供する任意の技術を使用して作成することができる。これらの技術としては、ハイブリドーマ技術、ヒトＢ細胞ハイブリドーマ技術、及びEBVハイブリドーマ技術が含まれるが、それらに限定されるものではない(Kohler等、Nature 256 (1985), 495-7)。
【００３０】
本発明の方法において有用な抗体は、当該技術において周知の方法によって精製することができる。例えばISG15ポリペプチドが結合したカラム上の通過によって抗体をアフィニティー精製することができる。その後、結合した抗体を、高塩濃度の緩衝液を使用してカラムから溶出することができる。
【００３１】
本発明は、特定の免疫測定法に限定されるものではないので、同質方法と異質方法との両方を含むことを意図している。本発明によって行うことが可能な免疫測定法の具体例としては、蛍光偏光免疫測定法(FPIA)、蛍光免疫測定法(FIA)、酵素免疫測定法(EIA)、比濁阻害免疫測定法(nephelometric inhibition immunoassay)(NIA)、酵素結合免疫測定法(ELISA)、及び放射免疫測定法(RIA)が含まれる。対象の抗体に、指標成分又は標識基を付着させ、多くの場合分析装置と互換性のある免疫測定法との利用可能性によって決まるその方法の種々の利用法の必要性を満たすべく選択することができる。上述した種々の免疫測定法を行うのに使用される一般的技術は、当業者に知られている。
【００３２】
腫瘍を患う患者に対する治療様式の選択に関する本発明の方法において、「治療様式」という用語は、とりわけ、ガン治療のためのパルボウイルス又は化学療法剤の適時の連続又は同時投与に関する。これらの投与は、アジュバントおよび／又はネオアジュバントモードで行うことができる。規定の療法枠の範囲内での、単一の薬剤の投与量、投与の概算時間、投与頻度は、患者から採取された腫瘍サンプルの原発性腫瘍細胞が様々な投与量のパルボウイルスおよび／又は化学療法剤にさらされた後のISG15の発現/レベル/活性の低減に依存する。しかしながら、得られたアッセイの結果によっては、患者が別の治療計画からより多くの恩恵を受けるということが示されるかもしれない。従って、前記用語「治療様式は、パルボウイルス及び化学療法剤の投与に限定されるものではない。
【００３３】
本発明は、更に、本発明の方法を実行するのに有用なキットを提供し、このキットは、ISG15タンパク質に特異的に結合する抗体、又は上述したような、即ち、ISG15mRNAに特異的にハイブリダイズするプローブ又はプライマー対を含む。
【実施例】
【００３４】
以下の例によって本発明を例示する。
【００３５】
例1．H1-PV感染はISG15の発現レベルを低下させる
最近の実験によって、H1-PV感染がヒト膵臓細胞のサブセット中のISG15の発現レベルを低下させることが明らかになった。AsPC1、MiaPaCa2、Panc1及びT3M4細胞系を24ウェルプレートに播種し、1と10のMOIでH-1PVに感染させた。感染(hpi)の3時間後、10時間後及び24時間後において、細胞を、300μlのMagNAPure LC mRNA溶解緩衝液中（ロッシュ）で収集し、mRNAの精製後、ヒトISG15、β-アクチン、及びH-1PV用のプライマーを使用したQRT-PCRにかけた。ISG15複製数は、感染したT3M4においての劇的に減少し、Pancl細胞においてはそれよりも低い程度に減少した (図2及び3)。
【００３６】
例2．第1系統治療としてのジェムザール又はH-1PVの適用プロトコルの比較
24時間の時間差で、第1系統治療としてのジェムザール又はH-1PVの適用プロトコルを比較するための最初の実験を行った。上述した膵臓細胞系を、96ウェルプレートにプレーティングし、以下のスキームを使用して1又は10のMOI及びEC50投与量のジェムザールとで処理した。細胞増殖阻害を評価するために72時間目と96時間目とにMTT細胞毒性分析を行った。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
この初期実験の結果を図4に示す。G/H(ジェムザール-24時間-H-1PV、G-H MOI 1又はG-H MOI 10)プロトコルとの比較におけるH/G(H-1PV-24時間-ジェムザール、H-G MOI 1 又はH-G MOI 10)の効果の改善に関する仮説を、前記ウイルスがISG15低下を誘導するT3M3細胞の場合に確認することができた(図2及び3を参照)。
【００３９】
例3．ISG15依存ゲムシタビン増感剤としてのH-1PVの使用に基づくプロトコルに対して潜在的に応答する患者の選択
ルーチンPDAC外科手術(n=6)中に採取されたサンプルを、i)短期及び長期初代培養の確立に使用し、同時にii) SCIDマウス(F0)に異種移植し、さらに拡張する(F1/F2)、のに使用する(図5を参照)。ISG15発現に対するH-1PVの阻害作用を、QRT-PCRとウェスタンブロッティングとの両方を使用して、イン・ヴィトロで滴定する。ヒトISG15(Axxora、ボストン)に対するウサギポリクローナル抗体を、1: 500希釈率にてイン・ヴィヴォで一次抗体として使用する。ウイルスの最小有効投与量を確立する。腫瘍細胞の死亡度が機能読み出し情報(functional read-out)として役立つ。
【００４０】
外科的に採取したPDAC材料を使用して、ISG15依存ゲムシタビン増感剤としてのH-1PVの使用に基づくプロトコルに対して潜在的に応答する患者の適時選択を可能にするQRT又はIHCベースのスクリーニングツールを確立する。
【００４１】
参考文献一覧
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2. Signal transducer and activator of transcription 1 regulates both cytotoxic and prosurvivalfunctions in tumor cells. Khodarev NN, Minn AJ, Efimova EV, Darga TE, Labay E, Beckett M, Mauceri HJ, Roizman B, Weichselbaum RR. Cancer Res. 2007; 67 (19) : 9214-20.
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【図１】
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【図２】
2013524823.tif 000005
【図３】
2013524823.tif 000006
【図４】
2013524823.tif 000007
【図５】
2013524823.tif 000008
【国際調査報告】
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2013524823.tif 000010
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