常染色体優性多発性嚢胞腎

常染色体優性多発性嚢胞腎
その他の名前常染色体優性PKD、成人発症PKD
多発性嚢胞腎
専門医学遺伝学 ウィキデータで編集する
多発性嚢胞腎、外表面に多数の嚢胞がある。
腎臓の切断面には、古い出血と最近の出血を伴う複数の嚢胞が見られます。

常染色体優性多発性嚢胞腎ADPKD)は、最も一般的な生命を脅かす遺伝性疾患の1つであり、最も一般的な遺伝性腎臓病です。[ 1 ] [ 2 ] ADPKDは家族内および家族間の大きな変動と関連しており、その大部分は遺伝的異質性と修飾遺伝子によって説明できます。[ 1 ]これは遺伝性の嚢胞性腎疾患の中でも最も一般的な疾患です。嚢胞性腎疾患は、腎嚢胞の発生と様々な腎外症状を特徴とする、関連性はあるものの異なる病因を持つ疾患群で、ADPKDの場合は肝臓精嚢膵臓くも膜など他の臓器の嚢胞、頭蓋内動脈瘤長管拡張症大動脈基部拡張や動脈瘤、僧帽弁逸脱、腹壁ヘルニアなどの他の異常が含まれます。[ 1 ] [ 3 ] [ 4 ] ADPKD患者の50%以上が最終的に末期腎疾患を発症し、透析または腎移植が必要になります。[ 1 ] [ 5 ] ADPKDは世界中で少なくとも1000人に1人が罹患していると推定されており、世界規模で診断された有病は1:2000、発症率は1:3000~1:8000で、最も一般的な遺伝性腎疾患となっています。[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]

兆候と症状

ADPKDは多様な臨床症状を引き起こす可能性があります。症状は嚢胞の成長や破裂によって直接引き起こされる場合もあれば、他の生理機能の障害によって間接的に引き起こされる場合もあります。ほとんどの症状は40歳前後で発症しますが、一部の臨床症状は腎疾患の発症の数十年前から現れる場合もあり、中には幼少期に現れるものもあります。[ 11 ] [ 12 ]

主な症状は以下の通りである。[ 12 ]

  • 早発性高血圧
  • 尿に血が混じる
  • 腹部、脇腹、または背中の痛み
  • 腹部または側腹部の腫瘤
  • 腎機能の低下

ADPKDに伴う最も一般的な症状の一つは、早期発症型高血圧です。早期発症型高血圧は、ADPKD患者の50~70%に認められます。[ 11 ]高血圧は、GFR(糸球体濾過率)などの腎機能マーカーが低下する前に発症することもあります。[ 11 ]

ADPKDの存在は、腎臓以外の臓器での嚢胞の形成など、いくつかの腎外症状と関連しています。多発性嚢胞肝疾患はADPKDの成人によく見られ、35歳以上のADPKD患者の90%以上にみられます。[ 13 ]多発性嚢胞肝疾患はADPKDの女性に男性よりも多く見られ、非内因性エストロゲン源への曝露や多胎妊娠などの危険因子があります。ADPKDによる多発性嚢胞肝疾患の患者は、早期の不快感、膨満感、胃食道逆流など、肝臓内の嚢胞の存在に関連する消化器症状を経験することもあります。まれに、二次性腹水や胸水を伴う門脈圧亢進症が起こることもあります。

ADPKD患者は頭蓋内動脈瘤を発症するリスクも高くなります。ADPKD患者の頭蓋内動脈瘤発症リスクは一般集団と比較して4倍高いと推定されており、高リスク集団には磁気共鳴血管造影検査によるスクリーニングが推奨されています。[ 13 ]

さらに、腹部膨満感、過排尿、再発性尿路感染症(男性よりも女性に多く発生)、腎臓結石、膀胱感染症などの症状もADPKDに関連しています。[ 11 ]

ADPKDは腎臓以外にも様々な症状を引き起こす可能性があり、以下のような症状が現れる:[ 11 ] [ 13 ]

  • 神経学的:くも膜嚢胞、頭蓋内出血。
  • 心血管系:心嚢液貯留、僧帽弁逸脱、大動脈二尖弁
  • 内分泌:膵嚢胞
  • 消化器:多発性嚢胞性肝疾患、憩室症
  • 肺:気管支拡張症
  • 生殖:男性不妊、精嚢嚢胞、卵巣嚢胞

臨床症状としては次のようなものがあります。

ADPKDの徴候や症状は、30歳から40歳の間に現れることが多い。[ 14 ]

遺伝学

ADPKDは遺伝的に異質であり、PKD1(染色体領域16p13.3; 症例約85%)[ 15 ]PKD2(4q21; 症例約15%)の2つの遺伝子が同定されている。 [ 16 ] [ 17 ] [ 1 ]いくつかの遺伝的メカニズムが、おそらくこの疾患の表現型の発現に寄与している。 [ 1 ]腎臓嚢胞と肝臓嚢胞の局所的発達を説明する2ヒットメカニズム(2つのPKD対立遺伝子の生殖細胞系列および体細胞不活性化)の証拠は存在するが、[ 18 ] [ 19 ]この疾患の血管症状の説明はハプロ不全によるものである可能性が高い。 [ 20 ] [ 21 ]さらに、 PKD1の低形質対立遺伝子22と23のホモ接合性を有する新しいマウスモデルと、PKD2 +/−マウスにおける腎上皮細胞の増殖の増加の実証は、2ヒット仮説以外のメカニズムも嚢胞性表現型に寄与していることを示唆している。[ 1 ]

ADPKDでは、家族内および家族間で大きなばらつきが見られます。[ 1 ] PKD1変異を持つ人のほとんどは70歳までに腎不全を発症しますが、 PKD2変異を持つ人の50%以上はその年齢で十分な腎機能を維持しています(末期腎疾患発症の平均年齢:PKD1では54.3歳、 PKD2では74.0歳)。[ 22 ]

腎および腎外症状の重症度に家族内で顕著なばらつきが見られることは、ADPKDの結果に影響を及ぼす可能性のある遺伝的および環境的修飾因子の存在を示しており、一卵性双生児と兄弟姉妹間の腎機能のばらつきを解析した結果は、この疾患における遺伝的修飾因子の役割を裏付けている。 [ 1 ] [ 23 ] ESRD発症年齢のばらつきの43~78%は遺伝的修飾因子によるものと推定されており、[ 24 ] [ 25 ]親子ペアの研究では、親が子と同じくらい重症化する可能性が高い。[ 1 ] [ 26 ]

病態生理学

ADPKDの患者の多くは、30歳または40歳になるまで腎機能障害が臨床的に明らかにならない。[ 5 ]しかし、腎嚢胞の形成は子宮内で始まることを示唆する証拠が増えつつある。[ 27 ]嚢胞は、最初に腎尿細管の小さな拡張として形成され、それが拡大して様々なサイズの液体で満たされた空洞を形成する。[ 27 ]嚢胞形成につながると考えられている要因には、ポリシスチン遺伝子対立遺伝子の1つの生殖細胞系列変異、正常な対立遺伝子の喪失につながる体細胞の2番目のヒット、細胞増殖や損傷反応を誘発する腎障害である可能性のある3番目のヒットがある。 [ 28 ] ADPKDの病態生理と損傷に対する腎反応の病態生理の間には多くの類似点があるため、ADPKDは腎損傷反応経路の異常で持続的な活性化の状態として説明されている。[ 29 ]病気の進行に伴い、細胞増殖の増加、体液分泌、親尿細管からの分離により尿細管が継続的に拡張し、嚢胞の形成につながります。[ 30 ] [ 31 ]

ADPKDは、腎嚢胞を呈する他の多くの疾患とともに、繊毛症として知られる疾患群に分類することができる。[ 32 ]ネフロンおよび集合管の全セグメント(介在細胞を除く)を含む腎尿細管の上皮細胞には、単一の一次頂端繊毛が認められる。[ 33 ] PKD1遺伝子によってコードされるタンパク質であるポリシスチン-1はこれらの繊毛上に存在し、その大きな細胞外ドメインで流れを感知し、PKD2遺伝子の産物であるポリシスチン-2に関連するカルシウムチャネルを活性化すると考えられている。[ 34 ]上記の遺伝学の項 で説明したADPKDの遺伝的設定によるものである。

上皮細胞の増殖と体液分泌は嚢胞形成につながり、これらはADPKDの2つの特徴です。[ 35 ]嚢胞形成の初期段階では、嚢胞が親腎尿細管に付着し、糸球体濾液の誘導体が嚢胞に入ります。[ 27 ]これらの嚢胞が直径約2mmに拡大すると、嚢胞は親尿細管から閉じられ、その後は体液は経上皮分泌によってのみ嚢胞に入ることができ、これは細胞内環状AMP (cAMP)濃度の上昇による二次的影響により増加すると考えられています。[ 27 ]

臨床的には、腎嚢胞の数と大きさの徐々に増加することは、腎臓容積の進行性の増加として解釈されます。[ 1 ] [ 27 ]メイヨークリニックの専門家が主導した研究では、ADPKD患者の大規模コホートの全腎臓容積(TKV)は1060±642mlで、3年間で平均204ml増加し、病気の自然経過中に年間5.27%増加するなど、初めて広範囲に研究された重要な新しい発見がいくつかありました。[ 36 ]

細胞膜上のPKD1およびPKD2タンパク質の図

診断

通常、ADPKDの診断は、超音波CTスキャン、またはMRIを使用した腎臓画像診断によって最初に行われます。[ 37 ]しかし、分子診断は次の状況で必要になることがあります。1-画像データが曖昧な罹患家系における潜在的な生体ドナーなど、若年者で確定診断が必要な場合。[ 37 ] 2-のいくつかの腎嚢胞性疾患との表現型の重複の可能性があるため、ADPKDの家族歴がない患者。[ 37 ] 3-早発性多発性嚢胞腎の罹患家系の場合、この症例では低形質対立遺伝子および/またはオリゴゲン性遺伝関与している可能性があるため。[ 37 ] [ 38 ] 4-遺伝カウンセリングを希望する患者、特に着床前遺伝子診断を希望するカップル。[ 37 ] [ 39 ]

ADPKDリスクが50%の乳児・小児において、明瞭な肉眼的嚢胞を伴わない大きなエコー源性腎の所見は診断に有用である。ADPKDの家族歴がない場合、両側腎腫大および嚢胞の存在(肝嚢胞の有無は問わない)、および他の腎嚢胞性疾患を示唆する他の所見の欠如は、ADPKDの推定的証拠となるが、確定的ではない。一部の症例では、頭蓋内動脈瘤がADPKDの関連徴候となる可能性があり、頭蓋内動脈瘤の家族歴がある患者にはスクリーニングが推奨される。[ 40 ]

連鎖解析または直接変異スクリーニングによる分子遺伝学的検査は臨床的に利用可能であるが、遺伝的異質性は分子遺伝学的検査にとって重大な合併症である。場合によっては、各家系内で2つの可能性のある遺伝子のどちらが原因であるかを確定するために、比較的多数の罹患家系員を検査する必要がある。PKD1およびPKD2遺伝子のサイズが大きく複雑であること、および顕著な対立遺伝子異質性が、直接DNA分析による分子遺伝学的検査の障害となっている。検査の感度は 30歳以上のADPKD患者全員とPKD1変異を有する若年患者ではほぼ100%であるが、これらの基準は30歳未満の PKD2変異患者ではわずか67%の感度である。

処理

現在、ADPKDに利用できる唯一の薬物治療は、バソプレシン受容体2(V2)拮抗薬(すなわち、トルバプタン)を用いて全腎容積(TKV)増加率を低下させることである。[ 41 ]トルバプタン治療では病気の進行を止めたり逆行させたりすることはできず、患者は依然として腎不全に向かって進行する。緩和療法としては、腹部/後腹膜痛に対する対症療法(非オピオイドおよびオピオイド鎮痛薬)が行われる。鎮痛剤に抵抗性のある疼痛の選択肢には、単純または複雑な外科手術(すなわち、腎嚢胞吸引術、嚢胞剥離術、腎神経遮断術、および腎摘出術)があり、手術に固有の合併症を引き起こす可能性がある。最近の研究では、ケトン食介入がADPKD患者の進行と症状に有益な影響を与えることが示唆されている。[ 42 ] 軽度の体重減少は痛みに好影響を与え[ 43 ]、食事や生活習慣の変化が有益であることを示唆している。

水利尿薬

2014年、日本は世界で初めてADPKDの薬物治療を承認した国となった[ 36 ]。その後、カナダとヨーロッパが2015年初頭にADPKD患者用の薬トルバプタンを承認した。米国FDAは2018年にADPKDの治療にトルバプタンの使用を承認した。 [ 44 ]水利尿薬であるトルバプタンは、バソプレシン受容体2(V2)拮抗薬である。[ 9 ]前臨床研究では、 cAMP分子がADPKD嚢胞の拡大に関与している可能性が示唆されており[ 45 ] 、げっ歯類の研究では、バソプレシンが腎臓のcAMPレベルを上昇させる役割を果たすことが確認され、臨床研究実施の基礎が築かれた。 [ 46 ]メイヨークリニックが主導する多発性嚢胞腎放射線画像研究コンソーシアム(CRISP)のデータにより、全腎容積(TKV)がADPKD患者の慢性腎臓病発症リスクを予測することを示したため、 [ 36 ] [ 47 ] 2007年から2009年にかけて世界129施設から患者を登録したTEMPO 3:4試験では、ADPKD患者に対するトルバプタンの有効性を検証する主要評価項目としてTKVを評価した。 [ 9 ] [ 10 ]その試験では、トルバプタンによる治療後、ADPKD患者のTKV増加率の有意な減少と腎機能低下の抑制が示された。 [ 9 ] [ 48 ]しかし、その試験に登録された患者の一部で肝機能に関する臨床検査値の上昇が認められたため、薬の承認は規制当局によって延期されるか、または米国のように全面的に拒否された。[ 10 ] [ 49 ]

食事とライフスタイルの介入

ADPKDマウスモデルを使用した研究では、軽度の食事制限が病気の進行を大幅に改善したことが示されています。[ 50 ]このメカニズムはケトーシスの代謝状態に関係していることが示されており、ADPKDのマウス、ラット、猫モデルにおいて、時間制限付き給餌、急性絶食、ケトン食、またはケトン体β-ヒドロキシ酪酸の補給により有益な効果が得られる可能性があります。 [ 51 ] [ 52 ] ケトン食療法は、ラットモデルで、病気の進行を停止させただけでなく、腎嚢胞疾患の部分的な回復をもたらしました。[ 52 ] ADPKDの腎嚢胞細胞は、癌のワールブルグ効果に似た代謝欠陥を有し、グルコースへの依存度が高く、脂肪酸とケトンを代謝できないため、ケトーシスの代謝状態はADPKDに有益である可能性があります。[ 51 ] [ 53 ] [ 54 ]これに一致して、血清グルコースレベルはADPKD患者の病気の進行の速さと正の相関関係にある。[ 55 ]また、ADPKDと2型糖尿病を患っている人は、ADPKD単独の人よりも全腎容積(TKV)が有意に大きく、[ 56 ]過体重または肥満は初期ADPKDの進行の速さと関連している。[ 57 ]症例シリーズの後ろ向き研究では、平均6か月間ケトジェニックダイエットを実施した131人の患者で、痛み、高血圧、腎機能などのADPKDの症状が改善したことが示された。[ 42 ]

食事からのナトリウム摂取はADPKDにおける腎機能低下の悪化と関連しており[ 58 ]、患者には一般的にナトリウム摂取制限が推奨されています。食事からのタンパク質摂取とADPKDの進行との相関は認められませんでした[ 59 ] 。

ADPKDでは水分摂取量の増加が有益であると考えられており、一般的に推奨されています。[ 60 ] [ 61 ]水分摂取量の増加の根本的な有益なメカニズムは、バソプレシンV2受容体に対する効果に関連している可能性があり、またはシュウ酸カルシウム、リン酸カルシウム、尿酸などの溶質の希釈による腎尿細管での有害な微小結晶形成の抑制による可能性があります。[ 60 ] [ 62 ]

シュウ酸や無機リン酸の食事摂取は、いくつかのげっ歯類モデルにおいてPKDの病気の進行を加速させることが示されています。[ 60 ]尿細管における有害な結晶の形成に対する天然の拮抗薬であるクエン酸の低レベルは、ADPKD患者の病気の進行を悪化させることが示されています。[ 60 ]

鎮痛薬

ADPKD患者の慢性疼痛は、保存的、非侵襲的治療に反応しないことが多いが、オピオイド鎮痛薬の使用を検討する前に、まず非オピオイド鎮痛薬と保存的介入を行うことができる。疼痛が持続する場合は、腎嚢胞または肝嚢胞を標的とした外科的介入により疼痛の原因に直接対処することができ、外科的選択肢には腎嚢胞剥離術、腎神経遮断術腎摘出術などがある。[ 63 ]

腎嚢胞穿刺

エタノール硬化療法による吸引は、症状のある単純性腎嚢胞の治療に行うことができますが、嚢胞が複数ある進行した患者には実用的ではありません。[ 64 ]この手順自体は、超音波ガイド下で特定された嚢胞に針を経皮的に挿入し、その後、嚢胞内の液体を排出するというものです。硬化療法は、嚢胞内で起こりうる液体の再蓄積を防ぐために行われ、その結果、症状が再発する可能性があります。[ 64 ] [ 65 ]

腹腔鏡による嚢胞剥離術

腹腔鏡下嚢胞剥離術(造袋術とも呼ばれる)は、腹腔鏡手術によって1つまたは複数の腎嚢胞を除去することであり、この手術では嚢胞に穴を開け、腎実質を切開しないように注意しながら大きな嚢胞の外壁を切除します。[ 66 ] [ 67 ]この処置はADPKD患者の痛みの緩和に有効であり、通常は以前の嚢胞吸引によって剥離する嚢胞が痛みの原因であることが確認された後に適応となります。[ 67 ] 90年代に実施された非ランダム化比較試験では、単純性腎嚢胞の症状があり、単純吸引に最初に反応した後に症状が再発した患者は、安全に嚢胞剥離術を受けることができ、平均して手術後17〜24か月間は痛みのない生活が送れることが示されました。[ 66 ] [ 68 ]腹腔鏡下剥離術では腎嚢胞の再発率は5%であるのに対し、硬化療法では再発率が82%である。[ 65 ]

神経溶解

ADPKD患者の多くが経験する慢性疼痛に対する新しい治療法として、腹腔神経叢神経破壊術があります。[ 69 ] [ 70 ]これは、腹腔神経叢 を化学的に切除し、標的の神経線維を一時的に変性させる治療法です。神経線維が変性すると、神経信号の伝達が遮断されます。この治療法が成功すれば、数日から1年以上にわたり、著しい疼痛緩和効果が得られます。この治療法は、影響を受けた神経が治癒し、疼痛が再発した際にも繰り返すことができます。[ 71 ]

腎摘出術

ADPKD患者の多くは、病気の結果として、嚢胞出血脇腹痛、再発性感染症腎結石、腫瘤効果の症状(早期満腹感吐き気と嘔吐、腹部不快感)などの症状の後遺症を経験します。[ 72 ] [ 73 ] [ 74 ]このような場合、難治性の症状のため、または腎移植の準備の過程で生来の腎臓が真骨盤に圧迫され、ドナー同種移植の配置を妨げることが判明したときに、腎摘出術が必要になることがあります。[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]また、末期腎疾患(ESKD)のADPKD患者では、ADPKDのないESKD患者よりも腎細胞癌(RCC)の発生率が2~3倍高いため、悪性腫瘍が疑われる場合は腎摘出術が行われることがあります。[ 74 ] [ 77 ] ADPKDにおける腎摘出の適応は腎臓の大きさに関連している可能性がありますが、腎摘出術を行うかどうかの決定は、腎臓の大きさの測定値を特に参照せずに、個別に行われることが多いです。[ 74 ]

透析

ADPKD患者の治療には、腹膜透析血液透析の2種類の透析法が用いられる。[ 78 ]疫学データによると、ヨーロッパと米国では血液透析を受けている患者の5~13.4%がADPKDに罹患しており、[ 79 ] [ 80 ] [ 81 ]、日本では約3%がADPKDに罹患している。[ 7 ]腹膜透析は、処置の身体的困難や合併症の可能性が予想されるため、腎臓と肝臓の容積が大きいADPKD患者には通常禁忌とされてきたが、[ 78 ] [ 82 ]しかし、ADPKDにおける血液透析と腹膜透析の長期罹患率に差は認められない。[ 78 ]

腎臓移植

腎移植は、ESRDを伴うADPKD患者に対する優先治療として認められている。[ 1 ]腎移植待機リストに載っているアメリカ人患者のうち、7,256人(8.4%)が嚢胞性腎疾患のためリストに載っており(2011年12月現在)、2011年に実施された16,055件の腎移植のうち、2,057件(12.8%)が嚢胞性腎疾患患者に対して行われ、そのうち1,189件は死体ドナーから、868件は生体ドナーからであった。[ 83 ]

新しい治療法

現在、APKDの病気の進行を遅らせることを目的としたいくつかの新しい治療法が開発中です。代替治療の選択肢としては、水治療法、脂質低下薬、抗増殖剤、合成ペプチドの使用などがあります。[ 13 ]

水療法

水分摂取量の増加はバソプレシンの活性を低下させる。そのため、ADPKD患者に対する水療法は潜在的な治療介入として検討されてきたが、ADPKDの進行におけるその役割を検証した研究は依然として不明である。[ 13 ]

HMG-CoA還元酵素阻害剤

ADPKDの進行は腎機能の低下を招き、糸球体濾過率が著しく低下します。そのため、慢性腎臓病(CKD)の管理に関する現在のガイドラインでは、スタチンによる治療が推奨されています。スタチンがADPKDの進行を遅らせる効果については結論が出ておらず、一部の試験では腎容積の減少が示された一方で、腎容積と糸球体濾過率のどちらにも効果が見られなかったという結果も出ています。[ 13 ]

ソマトスタチン類似体

ソマトスタチンは、細胞増殖の抑制など、体内で多くの調節機能を持つ内因性ホルモンの機能を模倣するように設計された人工ペプチドです。小規模な第2相試験では、ソマトスタチンアナログが腎容積増加率の抑制と糸球体濾過率の維持に有効であることが示されています。[ 13 ]ソマトスタチンアナログの使用は、下痢、腹部不快感、ガスなどの消化器系の問題、胆石、高血糖などの症状といった副作用のために制限される場合があります。

抗増殖剤

嚢胞の内層を覆う上皮細胞の増殖は嚢胞の拡大を招き、疾患の進行に寄与します。このメカニズムの結果として、チロシンキナーゼ阻害剤ボスチニブなどの抗増殖薬が用いられます。しかしながら、臨床試験の結果は様々であり、腎容積の減少を示す研究もあります。[ 13 ] [ 84 ]

予後

ADPKD患者では、嚢胞が徐々に発達して拡大することで腎臓が肥大し、その過程で糸球体濾過率は腎機能が徐々に低下するまで数十年間は正常を維持するため、腎転帰の早期予測は困難となる。 [ 85 ]治療の項で述べたCRISP研究[ 36 ] [ 47 ]は、ADPKDにおける全腎容積(TKV)の予後価値を支持する強力な根拠の構築に貢献した。TKV(MRIで評価)は着実に増加し、腎肥大率の高さはGFRの低下の加速と相関していたが、患者の身長補正TKV(HtTKV)が600 ml/m以上の場合、8年以内にステージ3の慢性腎臓病を発症することが予測される。[ 85 ]

TKVとHtTKVの他に、推定糸球体濾過率(eGFR)もADPKDの進行を予測するために暫定的に使用されています。[ 85 ]メイヨー・トランスレーショナル多発性嚢胞腎センターで治療を受けたADPKD患者590人のCTスキャンまたはMRIスキャンを分析した後、Irazabalと同僚はADPKD患者のeGFR低下率を予測する画像ベースの分類システムを開発しました。[ 85 ] [ 47 ]この予後方法では、CRISP研究で詳述されているように、年齢別のHtTKV範囲(1A、<1.5%、1B、1.5〜3.0%、1C、3.0〜4.5%、1D、4.5〜6.0%、および1E、>6.0%)に従って、患者は推定腎臓成長率の5つのサブクラスに分類されます。[ 85 ] [ 47 ] TKV測定後の数年間にわたるeGFRの低下は、5つの患者サブクラス間で有意に異なり、サブクラス1Eの患者で最も急速に低下しました。[ 85 ] ADPKD患者の最も一般的な死因には、さまざまな感染症(25%)、破裂したベリー状動脈瘤(15%)、または冠動脈/高血圧性心疾患(40%)があります。[ 86 ]

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