Brusellosis pada manusia: Etiologi, Interaksi Brucella -host dan Diagnosa

Etiologi dan Patogenesis

Brucellosis atau penyakit Keluron Menular merupakan penyakit yang dapat menular pada ternak mamalia (sapi, kerbau, kambing, domba, babi, dll), disebabkan oleh kuman Brucella abortus (sapi), Brucella suis (babi), Brucella melitensis (kambing), Brucella ovis (domba), Brucella canis (anjing) dan Brucella neotomae (rodensia). Brucellosis merupakan penyakit Zoonosis (anthropozoonosis) yang dapat menular dari hewan ke manusia, dan merupakan Food Borne Disease dapat ditularkan melalui air susu yang tidak dimasak dengan baik, dengan gejala pada : Demam Undulan (undulan fever), sesak nafas dan gejala syaraf dan orchitis. Brucellosis pada ternak jantan menyebabkan hipertropi atau atropi testis, libido menurun atau mandul, tetapi biasanya dapat berjangkit tanpa menimbulkan gejala-gejala klinis dan adanya penyakit ini hanya dapat ditentukan dengan pemeriksaan serologik. Pada ternak betina menyebabkan abortus pada setengah masa bunting terakhir (umur kebuntingan trimester terakhir), setelah 1-2 kali abortus, kelahiran dan produksi susu kembali normal. Beberapa kasus menjadi karier atau mandul. Sapi betina yang di IB dengan semen terinfeksi akan menimbulkan estrus yang terus menerus (tidak pernah bunting). Untuk itu diperlukan monitoring terus-menerus secara periodik pada peternakan sapi bibit dan sentra-sentra pembibitan nasional : Balai Inseminasi Buatan (BIB). Bila terdapat reaktor Brucellosis segera dilakukan reject (dikeluarkan) dari pembibitan. Pemerintah sangat memperhatikan pada sentra pembibitan harus bebas dari beberapa penyakit : Brucellosis, Infectious Bovine Rhinotracheitis, Bovine Viral Diarrhea, Bovine Genital Campylobacter, Tuberculosis, Enzootic Bovine Leukosis, Penyakit Parasit Darah (Anaplasmosis, Babesiosis, Theileriosis dan Trypanosomosis), Trichomoniasis.

Masa inkubasi brucellosis pada manusia umumnya berkisar 1 - 2 bulan dan kemudian penyakit dapat bersifat akut atau kronis. Brucellosis yang bersifat akut ditandai dengan gejala klinis berupa demam undulan yang intermiten, sakit kepala, depresi, kelemahan, arthralgia, myalgia, orchitis (epididimitis) pada laki-laki dan abortus spontan pada wanita hamil .Sedangkan, brucellosis kronis dapat menimbulkan sacroilitis, hepatitis, endocarditis, colitis dan meningitis . Kematian akibat brucellosis pada manusia biasanya terjadi karena adanya komplikasi endocarditis yang disebabkan oleh infeksi B. melitensis dengan angka kejadian mencapai 80%. Gejala mulai timbul dalam 5 hari sampai beberapa bulan (biasanya 2 minggu) setelah terinfeksi oleh bakteri. Gejalanya bervariasi, terutama pada stadium awal. Penyakit ini dapat dimulai secara tiba-tiba dengan demam dan menggigil, sakit kepala hebat, nyeri, rasa tidak enak badan dan kadang diare. Pada malam hari terjadi demam sampai 40-41 Celsius; suhu tubuh menurun secara bertahap, kembali normal atau mendekati normal pada setiap pagi hari disertai keringat yang banyak. Demam yang hilang timbul ini berlangsung selama 1-5 hari dan diikuti periode selama 2-14 hari bebas gejala. Kemudian demam kembali timbul. Pola tersebut bisa terjadi hanya sekali, tetapi sebagian penderita mengalami bruselosis menahun dan demam berulang serta penyembuhan selama beberapa bulan atau beberapa tahun.

brusellosis-pada-manusia-etiologi-interaksi-brucella-host-dan-diagnosa

 

Gambar 1. Manifestasi klinis brucellosis pada manusia

 

Brucella berbentuk coccobacillus atau batang pendek dengan panjang 0,6-1,5 µm dan lebar 0,5-0,7 µm. Biasanya ditemukan secara tunggal dan terkadang berpasangan atau dalam kelompok kecil. Morfologi Brucella adalah konstan, kecuali pada kultur lama di mana bentuk pleomorfik dapat terlihat. Brucella bersifat aerobik, non motil, serta tidak membentuk spora atau memiliki flagella, pili, dan kapsul sejati. Brucella termasuk Gram negatif dan biasanya tidak menunjukkan pengecatan bipolar. Brucella tidak sesungguhnya tahan asam, tetapi resisten terhadap pelunturan dengan asam lemah dan karenanya terwarna merah dengan metode Ziehl-Neelsen yang dimodifikasi oleh Stamp.

Brucella memiliki selubung lipopolisakarida yang lebih sedikit bersifat pirogenik daripada organisme gram-negatif lainnya, sehingga jarang terjadi demam yang tinggi pada kasus brucellosis. Bakteri ini dapat bertahan di lingkungan umum untuk periode yang bervariasi; ketahanan menurun akibat sinar matahari, suhu tinggi, dan kekeringan. Dalam kondisi yang sesuai, organisme dapat bertahan hingga 3-4 bulan di lingkungan.

brusellosis-pada-manusia-etiologi-interaksi-brucella-host-dan-diagnosa

 

Gambar 2. Transmisi Brucella sp. dari hewan ke manusia

 

Organisme Brucella yang virulen dapat menginfeksi baik sel fagositik maupun non-fagositik. Mekanisme infeksi pada sel non-fagositik belum dapat dijelaskan. Komponen sel secara spesifik membantu dalam adhesi sel dan invasi belum dapat dikarakterisasi, dan upaya untuk mendeteksi den invasin yang homolog dengan golongan enterobacter lainnya telah gagal. Di dalam sel non-fagositik, Brucella cenderung berlokalisasi di retikulum endoplasmik kasar. Pada sel fagositik polimorfonuklear atau mononuklear, merekan menggunakan sejumlah mekanisme untuk menghindari atau menekan respon bakterisidal. S-LPS kemungkinan berperan penting dalam ketahanan hidup intraseluler, karena organisme halus dapat bertahan hidup dengan jauh lebih efektif daripada yang kasar. Jika dibandingkan dengan LPS dari enterobacter, S-LPS memiliki banyak perlengkapan yang unik : toksisitas yang relatif rendah terhadap mencit, kelinci, dan embrio ayam yang sensitif terhadap endotoksin; toksisitas yang rendah terhadap makrofag; pirogenisitas yang rendah; dan aktivitas penginduki hipoferemia (hypoferremia-inducing activity) yang rendah. Ia juga merupakan inducer interferon (dan tumor necrosis factor) yang relatif lemah, tetapi secara paradoks, adalah inducer yang efektif untuk interleukin 12. Imunitas terhadap Brucellae membutuhkan mekanisme yang dimediasi sel, terutama dengan respon imun T helper 1 yang dikarakterisasi dengan produksi IL-12 dan IFN- , yang terkait dengan imunitas protektif.

Sejumlah membran dalam dan luar, antigen protein periplasmik dan sitoplasmik juga telah dikarakterisasi. Beberapa dikenali oleh sistem imun selama infeksi dan berpotensi untuk membantu dalam uji diagnostik. Belakangan protein ribosomal (terutama L7/L12) telah muncul sebagai komponen imunologis yang penting. Preparasi ribosomal dapat menstimulus kedua antibodi dan respon imun yang dimediasi sel dan untuk melawan proteksi dari tantangan dengan Brucella. L7/L12 akan meniadakan penundaan respon hipersensitivitas sebagai komponen dari brucellin, dan sebagai protein yang telah berfusi, mereka menstimulus respon protektif terhadap Brucella. Hal ini menunjukkan potensi sebagai kandidat komponen vaksin (Anonim33, Role of T4SSs).

Disimpulkan dari berbagai penelitian bahwa T4SS virB berperan dalam kontrol maturasi dari vakuola yang mengandung Brucella menjadi organela yang mengijinkan terjadinya replikasi (replication-permissive organelle), siklik 1–2-glukan membantu mencegah penggabungan atau fusi fagosom-lisosom sehingga bakteri dapat bereplikasi secara intraseluler, dan O-polisakarida menghambat fagositosis, melindungi bakteri dari fagolisosom dan menghambat apoptosis sel. Sementara itu, protein imunomodulatorik berupa prolin rasemase (PrpA) yang merupakan inducer bagi IL-10, dibutuhkan untuk mengakibatkan kronisitas dan supresi imun awal setelah infeksi

brusellosis-pada-manusia-etiologi-interaksi-brucella-host-dan-diagnosa1

 

Gambar 3. Invasi Brucella pada sel host mamalia

 

Brucella memiliki selubung lipopolisakarida yang lebih sedikit bersifat pirogenik daripada organisme gram-negatif lainnya, sehingga jarang terjadi demam yang tinggi pada kasus brucellosis. Bakteri ini dapat bertahan di lingkungan umum untuk periode yang bervariasi; ketahanan menurun akibat sinar matahari, suhu tinggi, dan kekeringan. Dalam kondisi yang sesuai, organisme dapat bertahan hingga 3-4 bulan di lingkungan. Pada host reservoir hewannya, Brucella spp. berada dalam organ atau jaringan dari saluran reproduksi, termasuk plasenta, kelenjar mammae dan epididymis. Transmisi didalam host reservoir dapat terjadi melalui aborsi pada trimester terakhir, dimana plasenta yang mengandung banyak koloni Brucella (dapat mencapai 1013 CFU/gr jaringan) dikelurkan ke lingkungan, yang bisa termakan oleh hewan yang suseptibel. Selain itu, transmisi didalam host alami dapat timbul melalui susu atau semen atau sekresi genital pada saat perkawinan. Kemampuan Brucella untuk bertahan dalam jaringan host adalah aspek penting dalam ekologi bakteri ini karena beberapa spesies reservoir zoonotik dari Brucella secara alami ditransmisikan pada saat kawin atau melahirkan hanya sekali per tahun dan tidak diketahui apakah bakteri ini bertahan di lingkungan luar.

World Health Organization (WHO) telah memperkirakan bahwa 500.000 kasus brucellosis baru timbul setiap tahun, sehingga “menobatkan” brucellosis sebagai penyakit zoonosis yang paling sering menyerang di seluruh dunia. Di Amerika Utara, Australia dan beberapa negara Eropa, kontrol dari Brucella pada spesies reservori zoonotik melalui vaksinasi dan dan pemberantasan hewan terinfeksi telah terbukti menurunkan kejadian brucellosis pada manusia. Namun, masih banyak area di dunia yang masih memiliki prevalensi tinggi dari penyakit ini, termasuk Amerika Tengah dan Selatan, negara-negara Timur Tengah dan Mediterania, Afrika bagian Utara, negara-negara Kaukasia dan Asia Tengah. Di negara-negara tersebut, brucellosis yang tidak diobati akan berujung pada morbiditas yang tinggi.

Hubungan antar spesies Brucella patogen dengan manusia sebagai host

            Walaupun beberapa laporan klinis menunjukkan bahwa B.melitensis dan B.suis menyebabkan penyakit pada manusia yang lebih parah dibanding B.abortus, sebagian besar kesimpulan tersebut hanya berdasarkan bukti anekdot dan dari hasil membandingkan beberapa laporan di literatur. Perbandingan terbaru antara pasien brucellosis yang terinfeksi oleh B.melitensis dengan pasien terinfeksi B.abortus tidak menemukan adanya perbedaan pada derajat keparahan pada gambaran klinisnya, menunjukkan bahwa perlu dilakukan studi lebih lanjut terkait strain yang menginfeksi, faktor virulensi dan gambaran klinis untuk menyokong kesimpulan-kesimpulan tersebut.

Tabel 1. Manifestasi klinis dari brucellosis pada manusia

brusellosis-pada-manusia-etiologi-interaksi-brucella-host-dan-diagnosa2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Pada tingkat genom, B. abortus dan B. melitensis lebih erat terkait daripada yang ditunjukkan oleh beberapa penulis yang menganggap sebagai spesies yang berbeda. Sebagai contoh, sekuensing genom telah menunjukkan bahwa gen bersama menunjukkan identitas urutan lebih dari 94 %, dengan gen penting berbagi identitas nukleotida 99 %. Oleh karena itu, jika ada sebenarnya perbedaan dalam tingkat keparahan penyakit yang disebabkan oleh dua organisme ini, maka kemungkinan besar adalah hasil dari perbedaan kecil dalam genom mereka. Demikian pula , genom B. melitensis dan B. suis sangat dilestarikan, dengan hanya 35 gen yang terdapat pada B. melitensis absen dari B. suis dan tanpa gen unik pada di B. abortus. Sebagai perbandingan, Salmonella enterica serotipe Typhi mengandung 601 gen yang absen dari S. enterica serotipe typhimurium, sedangkan kebalikannya,  S. enterica serotipe typhimurium berisi 479 gen yang absen dari S. enterica serotype Typhi. Beberapa ahli taksonomi telah mengusulkan bahwa spesies Brucella harus dianggap sebagai biovars dari satu spesies karena kesamaan genom yang luas. Namun, banyak di komunitas riset berpendapat untuk mempertahankan sebutan spesies tradisional yang didasarkan pada biologi Brucella, karena masing-masing spesies ini beredar dalam host reservoir yang berbeda dan memiliki potensi zoonosis yang berbeda pula bagi manusia.

  1. abortus dan B. melitensis memasuki host terutama melalui sistem pencernaan atau saluran pernapasan, tetapi mereka juga dapat menginfeksi melalui lesi di kulit. Pada tikus, infeksi melalui rute pernapasan dengan B. melitensis adalah 104 kali lipat lebih efisien daripada infeksi intragastrik. Meskipun terdapat perbedaan yang mencolok ini, studi epidemiologi menunjukkan bahwa sebagian besar kasus manusia disebabkan oleh infeksi bawaan melalui makanan. Satu penjelasan yang mungkin untuk perbedaan ini adalah bahwa paparan B. melitensis dan B. abortus melalui sus dan keju yang terkontaminasi jauh lebih luas (terutama di perkotaan) dari infeksi melalui aerosol. Meskipun sedikit yang diketahui tentang faktor virulensi bakteri yang memungkinkan infeksi efisien melalui permukaan mukosa, studi infeksi melalui saluran gastrointestinal telah menghasilkan beberapa wawasan ke kedua faktor bakteri dan host yang dapat berkontribusi untuk proses ini. Genom B. abortus , B. melitensis , dan B. suis mengkode dua urease, yang pertama, Ure1, sangat penting untuk perjalanan melalui perut tikus. Gen mutan yang kekurangan ure1 akan kekurangan kemampuan menjajah tikus melalui rute intragastrik, tapi bukan rute intraperitoneal, menunjukkan bahwa Ure1 bertindak khusus selama infeksi melalui saluran pencernaan dan tidak pada tahap infeksi sistemik. Urease mungkin berfungsi untuk buffer pada pH rendah di dalam lambung dengan memproduksi CO2 dari urea. Menariknya, B. ovis , yang tidak memiliki urease, terdapat dalam susu domba tetapi tidak menyebabkan infeksi bawaan makanan pada manusia, menunjukkan bahwa urease mungkin penting juga bagi infeksi pada manusia.

Setelah Brucella spp. berhasil melewati saluran cerna, mereka harus melintasi barrier epitel untuk menginfeksi secara sistemik. Selama infeksi melalui saluran respirasi, makrofag alveolar menghadirkan target utama pada paru-paru untuk replikasi dari B.abortus. Makrofag alveolar dan sel dendritik mentransport B.abortus dari paru-paru ke limfonodus mediastinal, bertindak seperti kuda Troya dalam mediasi infeksi sistemik.

Diagnosa

                Diagnostik brucellosis pada manusia dan hewan sebagian besar dengan metode serologi, yang dapat dilakukan dengan menggunakan sejumlah metode. Diagnostik klasik telah dikenal sejak akhir abad ke-19 : aglutinasi dan modifikasinya, dan melengkapi uji CFT masih rutin diterapkan, ditingkatkan dan dilengkapi dengan beberapa tes baru, dan tetap menjadi dasar untuk mendiagnosa di laboratorium brucellosis pada manusia dan hewan. Sebuah pengalaman yang luar biasa dikumpulkan di seluruh dunia selama satu abad dalam diagnostik serologi brucellosis yang diizinkan, bersama-sama dengan penemuan sejumlah mekanisme patologis dari penyakit ini pada manusia dan hewan, suatu penentuan yang tepat dalam korelasi klinis dan respon serologi, sehingga, diagnosa yang tepat dalam berbagai periode dan bentuk brucellosis dan di berbagai negara dapat ditentukan. Tes klasik teknis dioptimalkan dalam banyak modifikasi, namun tidak berubah pada dasarnya mereka yaitu reaksi aglutinasi Wright dengan modifikasi dalam bentuk uji 2 - mercaptoethanol (2 - ME) dan uji fiksasi (CFT) telah dilakukan selama beberapa dekade (sampai sekarang masih dilakukan), terutama untuk mendeteksi kasus baru brucellosis. Selain itu di masa lalu, tes lain dilakukan, seperti: reaksi opsonophagocytic, tes radioimmunological, reaksi imunofluoresensi tidak langsung atau reaksi haemagglutination pasif. Kedua antibodi agglutinasi dan antibodi komplemen timbul dengan cepat setelah terinfeksi (menurut berbagai peneliti timbul pada hari-hari pertama, dan bahkan jam setelah infeksi) dan mempertahankan diri mereka secara individual. Tes Coomb (AGT) mendeteksi antibodi spesifik yang lengkap dalam mempertahankan diri selama bertahun-tahun, dan kadang-kadang satu-satunya antibodi terdeteksi , di brucellosis kronis telah menjadi sebuah suplemen yang berharga dan bahkan tak terpisahkan dari tes klasik .

Tes serologis untuk deteksi antibodi yang mengukur kemampuan serum untuk mengaglutinasi sejumlah standar B. abortus mencerminkan adanya antibodi terhadap rantai O  (berasal dari lipopolisakarida). IgM spesifik Brucella muncul pada akhir minggu pertama penyakit diikuti oleh IgG masih langkah yang paling umum dan berguna untuk diagnosis laboratorium brucellosis, juga mereka lebih cepat dan mengurangi risiko infeksi laboratorium yang didapat karena penanganan kultur Brucella. Tes aglutinasi ini, bagaimanapun tidak berguna untuk diagnosa infeksi yang disebabkan oleh B. canis (strain yang secara alami mengalami defisiensi rantai samping O). Uji serum aglutinasi disebut sebagai uji tabung aglutinasi standar (STT) Brucella umumnya digunakan untuk diagnosa brucellosis akut. Namun 2-mercaptoethanol (2 ME) dan  tes fiksasi (CFT) digunakan untuk brucellosis kronis, di mana infeksi aktif terus meskipun titer aglutinasi kembali ke tingkat rendah. Tes 2ME dilakukan identik dengan tes STT kecuali untuk penambahan 2ME yang mengganggu ikatan disulfida, membuat antibodi immunoglobulin M tidak aktif dan mengizinkan hanya aglutinasi Brucella oleh imunoglobulin G yang tahan terhadap gangguan 2ME. Karakteristik inaktivasi ini dari 2ME sangat berguna dalam memprediksi pemulihan dari brucellosis dan menentukan kecukupan terapi antibiotik. Tes-tes lain yang berguna untuk diagnosis brucellosis manusia adalah tes Rose Bengal (RBT), counter immuno electrophoresis (CIEP), uji Coombs, uji immunocapture aglutinasi (Brucella capt), aglutinasi lateks dan  ELISA. Diagnosis molekuler brucellosis pada manusia menggunakan polymerase chain reaction (PCR) berdasarkan tes telah diusulkan sebagai alat yang berguna dan lebih sensitif namun belum divalidasi untuk penggunaan di laboratorium standar. Pengujian imunologi untuk brucellosis antara ternak biasanya dilakukan sebagai bagian dari pemberantasan penyakit dan program pengawasan daripada dukungan sebagai diagnostik dan setiap negara memiliki kebijakan yang berbeda untuk pengujian ternak. Di Amerika Serikat dua metode utama dari pengujian brucellosis pada sapi adalah: tes cincin Brucella (mendeteksi antibodi dalam sampel susu yang diperoleh dari susu ternak) dan tes darah ternak (antibodi serum tes pada sampel darah). Tidak ada tes serologi telah terbukti dapat diandalkan dalam diagnosis rutin brucellosis babi. Untuk identifikasi ternak terinfeksi, tes antigen brucella (BBAT), yaitu tes aglutinasi pelat buffer dan Rose Bengal, uji aglutinasi pelat lebih dapat diandalkan dalam praktek daripada tes lainnya. Sementara dalam diagnosis yang berhubung dengan domba dan caprine brucellosis Rose Bengal plate aglutinasi, CF dan tes ELISA tidak langsung biasanya dianjurkan untuk skrining ternak dan hewan individual.

Kesimpulan

Gambaran brucellosis sebagai penyakit pada manusia sangat bervarisi dan non spesifik, salah satu yang terbanyak dari sisi patologis, dengan seluruh organ dan sistem organ terpengaruh, sehingga menciptakan kesulitan dalam diagnostik. Kecurigaan terhadap brucellosis, terpisah dari sejarah epidemiologis dan gejala klinis, harus didukung oleh diagnostik laboratorium.

  1. Pustaka

Andriopoulos P, Tsironi M, Deftereos S, Aessopos A, Assimakopoulos G. 2007. Acute brucellosis: presentation, diagnosis, and treatment of 144 cases. Int. J. Infect. Dis. 11:52–57

Christopher S., Umapathy B. L., Ravikumar K. L. 2010. Brucellosis: Review on the Recent Trends in Pathogenicity and Laboratory Diagnosis. Journal of Laboratory Physicians Jul-Dec 2010 Vol-2 Issue-2

  1. M. Galińska, J. Zagórski. 2013. Brucellosis in humans – etiology, diagnostics, clinical forms. Annals of Agricultural and Environmental Medicine 2013, Vol 20, No 2, 233–238
  1. Gomez, Leslie G.A., Allison R.F. and Thomas A.F. 2013. Host-Brucella interactions and the Brucella genome as tools for subunit antigen discovery and immunization against brucellosis. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology Vol 3 Artc 17 1-15

Georgios Pappas. 2010. The changing Brucella ecology: novel reservoirs, new threats. International Journal of Antimicrobial Agents 36S (2010) S8–S11

J.Godfroid, H.C. Scholz, T. Barbier, C. Nicolas, P. Wattiau, D. Fretin, A.M. Whatmore, A. Cloeckaert, J.M. Blasco, I. Moriyon, C. Saegerman, J.B. Muma, S. Al Dahouk, H. Neubauer, J.-J. Letesson. 2011. Brucellosis at the animal/ecosystem/human interface at the beginning of the 21st century. Prev. Vet. Med. 102 (2011) 118– 131

  1. N. Seleem, S. M. Boyle, N. Sriranganathan. 2010. Brucellosis: A re-emerging zoonosis. Veterinary Microbiology 140 (2010) 392–398

Vidya L. Atluri, Mariana N. Xavier, Maarten F. de Jong, Andreas B. den Hartigh, Ren´ee M. Tsolis.2011. Interaction of the Human Pathogenic Brucella Species with their Hosts. Annu. Rev. Microbiol. 65:523–41

Zeki Yumuk, David O’Callaghan. 2012. Brucellosis in Turkey — an overview. International Journal of Infectious Diseases 16 (2012) e228–e235.

No Comments Yet.

Leave your comments