TESIS
AKURASI DIAGNOSTIK KOMBINASI TOTAL
LYMPHOCYTE COUNT (TLC) DAN KADAR
HEMOGLOBIN UNTUK MEMPREDIKSI
IMUNODEFISIENSI BERAT PADA PENDERITA
TERINFEKSI HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS
(HIV) PRA TERAPI ANTIRETROVIRAL
NGAKAN KETUT WIRA SUASTIKA
PROGRAM PASCA SARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
2013
TESIS
AKURASI DIAGNOSTIK KOMBINASI TOTAL
LYMPHOCYTE COUNT (TLC) DAN KADAR
HEMOGLOBIN UNTUK MEMPREDIKSI
IMUNODEFISIENSI BERAT PADA PENDERITA
TERINFEKSI HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS
(HIV) PRA TERAPI ANTIRETROVIRAL
NGAKAN KETUT WIRA SUASTIKA NIM. 1014048208
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCA SARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
DAFTAR ISI
Halaman
PRASYARAT GELAR ... ii
LEMBAR PERSETUJUAN ... iii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI ... iv
SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ... v
UCAPAN TERIMA KASIH ... vi
ABSTRAK ... viii
ABSTRACT ... ix
RINGKASAN ... x
DAFTAR ISI... xi
DAFTAR TABEL ... xiv
DAFTAR GAMBAR ... xv
DAFTAR SINGKATAN ... xvi
DAFTAR LAMPIRAN ... xviii
BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 5 1.3 Tujuan Penelitian ... 6 1.3.1 Tujuan Umum ... 6 1.3.2 Tujuan Khusus ... 6 1.4 Manfaat Penelitian ... 6
BAB II KAJIAN PUSTAKA ... 7
2.1 Epidemiologi Kasus HIV di Dunia dan Indonesia ... 7
2.2 Anemia Pada Penderita Terinfeksi HIV ... 7
2.2.1 Epidemiologi ... 7
2.2.2 Etiologi ... 8
2.3 Dampak Anemia Pada Penderita Terinfeksi HIV ... 11
2.3.1 Dampak anemia terhadap kualitas hidup ... 11
2.3.2 Anemia dan survival ... 12
2.5 Aktivasi Imun Pada Infeksi HIV ... 17
2.6 Akivasi Imun dan Disregulasi Sitokin ... 19
2.7 Abnormalitas Eritropoesis Pada Infeksi HIV .... ... 24
2.7.1 Pengaruh inflamasi/aktivasi imun terhadap eritropoesis ... 25
2.7.2 Apoptosis sel progenitor eritroid, peranan Interferon-γ ... 29
2.7.3 Mekanisme IFN-γ menyebabkan apoptosis sel progenitor eritroid ... 32
2.8 Mekanisme Patogenesis Penurunan Jumlah Sel Limfosit T CD4+ ... 36
2.8.1 Aktivasi imun dan apoptosis sel limfosit T CD4+ (activation-induced cell death/apoptosis) ... 38
2.8.2 Apoptosis sel T CD4+, peranan Fas/APO-1/CD95 ... 41
2.9 Status Imun Pada Penderita Terinfeksi HIV ... 45
2.10 Total Lymphocyte Count (TLC) Sebagai Marker Pengganti (Surrogate Marker) Jumlah Limfosit T CD4+ Dalam Memulai Terapi ARV Pada Daerah Dengan Sumber Daya Terbatas (resource-limited settings) ... 47
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP, DAN HIPOTESIS ... 48
3.1 Kerangka Berpikir ... 48
3.2 Konsep ... 49
3.3 Hipotesis ... 50
BAB IV METODE PENELITIAN ... 51
4.1 Rancangan Penelitian ... 51
4.2 Tempat dan Waktu Penelitian ... 51
4.3 Ruang Lingkup Penelitian ... 51
4.4 Populasi Penelitian ... 51
4.4.1 Populasi Target ... 51
4.4.2 Populasi Terjangkau ... 51
4.5 Sampel Penelitian ... 52
4.5.1 Teknik pengambilan sampel ... 52
4.5.2 Besar sampel ... 52
4.6 Kriteria Inklusi dan Eksklusi ... 53
4.6.1 Kriteria Inklusi ... 53
4.7 Bahan dan Instrumen Penelitian ... 54
4.8 Alur Penelitian ... 55
4.9 Variabel Penelitian ... 55
4.9.1 Identifikasi variabel ... 55
4.9.2 Definisi operasional variabel ... 56
4.10 Analisis Data ... 60
BAB V HASIL PENELITIAN ... 63
BAB VI PEMBAHASAN ... 79
BAB VII SIMPULAN SARAN ... 98
DAFTAR PUSTAKA ... 99
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Klasifikasi imunologis infeksi HIV menurut WHO ... 46
Tabel 4.1 Variabel dalam uji diagnostik ... 61
Tabel 5.1 Karakteristik Sampel ... 64
Tabel 5.2 Data Parameter Hematologi ... 65
Tabel 5.3 Frekuensi Leukopenia, Anemia, dan Trombositopenia ... 66
Tabel 5.4 Klasifikasi Kadar Hemoglobin dan Jumlah Limfosit CD4+ ... 66
Tabel 5.5 Frekuensi Anemia Menurut Klasifikasi Jumlah Limfosit CD4+ ... 68
Tabel 5.6 Korelasi Kadar Hemoglobin dan Parameter Lainnya dengan Jumlah Limfosit CD4+ ... 69
Tabel 5.7 Hasil Analisis Multivariat Regresi Linear Kadar Hemoglobin, Jumlah Limfosit CD4+, Infeksi Tuberkulosis, dan IMT ... 71
Tabel 5.8 Area Under Curve (AUC) TLC dalam Dalam Memprediksi Imunodefisiensi berat ... 75
Tabel 5.9 Analisis tabel 2x2 antara TLC dengan jumlah limfosit CD4+ ... 76
Tabel 5.10 Area Under Curve (AUC) Kombinasi TLC dan Kadar Hemoglobin dalam Dalam Memprediksi Imunodefisiensi berat... 77
Tabel 5.11 Analisis tabel 2x2 kombinasi TLC dan kadar hemoglobin dengan jumlah limfosit CD4+ ... 78
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Kurva Kaplan-Meier waktu kematian pada
penderita terinfeksi HIV dengan hemoglobin normal, anemia ringan, atau anemia berat
dalam penelitian EuroSIDA ... 13
Gambar 2.2 Gambaran proses eritropoesis normal ... 15
Gambar 2.3 Struktur hemoglobin ... 16
Gambar 2.4 Peningkatan aktivitas imun pada kondisi inflamasi mengakibatkan apoptosis sel eritroid progenitor ... 31
Gambar 2.5 Apoptosis (programmed cell death) pada infeksi HIV ... 40
Gambar 2.6 Apoptosis limfosit CD4+ yang dimediasi oleh Fas/APO-1 ... 43
Gambar 2.7 Model bagaimana mekanisme kerja sistem Fas/APO-1 - FasL/APO-1L dalam menimbulkan apoptosis ... 44
Gambar 3.1 Kerangkan Konsep Penelitian ... 49
Gambar 4.1 Alur penelitian ... 55
Gambar 5.1 Frekuensi Anemia Pada Sampel ... 67
Gambar 5.2 Frekuensi Sampel Berdasarkan Jumlah Limfosit CD4+ ... 68
Gambar 5.3 Grafik Scatter plot korelasi kadar hemoglobin dan jumlah limfosit CD4+. ... 69
Gambar 5.4 Kurva ROC variabel TLC dalam memprediksi jumlah Imunodefisiensi berat ... 75
Gambar 5.5 Kurva ROC kombinasi TLC dan Kadar Hemoglobin dalam Memprediksi jumlah Imunodefisiensi berat... 77
DAFTAR SINGKATAN
ACD : anemia on chronic disease
AIDS : Acquired immunodeficiency syndrome anti-Fas Mo-Ab : anti-Fas monoclonal antibody
APC : Antigen precenting cell
APO-1 : sel yang mengekspresikan reseptor APO-1 APO-1L : APO-1 ligand
ARV : antiretroviral
BFU-E : burst forming units-erythroid BMMC : bone marrow mononuclear cells CD4+ : Cluster of Diferrentiation 4
CDC : Department of health and human services Centers for Disease
Control and Prevention
CFU-E : colony forming units-erythroid ELISA : enzim-linked immunoabsorbent assay FACS : flow cytomery activated cell shorter scan FasL : Fas ligand
Fpn : ferroportin Gp120 : glikoprotein 120 HepC : hepcidin
HIV : Humman Immunodeficiency Virus HLA : Human leucocyte antigen
IFN-γ : Interferon-γ IL : Interleukin
LH+ : positive likelihood ratio LH- : negative likelihood ratio MCH : Mean corpuscular hemoglobin MCV : Mean corpuscular volume
MCHC : Mean corpuscular hemoglobin concentration MHC : Major histocompability complex
NPV : Negative predicted value
PPV : Positive predicted value
rhγEpo : recombinant human erythropoietin rhγIFN : recombinant human Interferon-γ SCF : stem cell factors
sTfr : soluble transferin receptor Tat : Trans-Activator transciption TB : Tuberkulosis
TCR : T- cells receptors TLC : Total lymphocyte count TNF-α : Tumour necrosis factor-α
UNAIDS : Joint United Nations Programme on HIV/AIDS WHO : World Health Organization
DAFTAR LAMPIRAN
halaman
Lampiran 1 Informed Concern ... 110
Lampiran 2 Formulir Persetujuan Tertulis ... 112
Lampiran 3 Formulir Penelitian ... 113
Lampiran 4 Daftar penyakit yang digolongkan dalam infeksi opportunistik pada infeksi HIV yang ditetapkan menurut CDC (1999) ... 115
Lampiran 5 Stadium Klinis Infeksi HIV menurut WHO ... 116
Lampiran 6 Data sheet SPSS ... 118
Lampiran 7 Output analisis data SPSS ... 123
Lampiran 8 Surat Keterangan Laik Etik (ethical clearance) ... 156
AKURASI DIAGNOSTIK KOMBINASI TOTAL
LYMPHOCYTE COUNT (TLC) DAN KADAR
HEMOGLOBIN UNTUK MEMPREDIKSI
IMUNODEFISIENSI BERAT PADA PENDERITA
TERINFEKSI HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS
(HIV) PRA TERAPI ANTIRETROVIRAL
Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister
Pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biomedik, Program Pascasarjana Universitas Udayana
NGAKAN KETUT WIRA SUASTIKA NIM. 1014048208
PROGRAM MAGISTER
PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK
PROGRAM PASCASARJANA
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
Lembar Pengesahan
TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL 24 JUNI 2013
Mengetahui Pembimbing I
Prof. Dr. dr. K. Tuti Parwati Merati, SpPD-KPTI NIP 194812281979032001
Pembimbing II
Dr. dr. Ketut Suega, SpPD-KHOM NIP 195704061983121001
Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Program Pascasarjana
Universitas Udayana
Prof. Dr.dr.Wimpie Pangkahila, Sp.And. FAACS NIP 194612131971071001
Direktur Program Pascasarjana
Universitas Udayana
Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, SpS (K) NIP 195902151985102001
Tesis Ini Telah Diuji Pada Tanggal 24 Juni 2013
Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Rektor
Universitas Udayana, No: 881/UN14.4/HK/2013 Tanggal 11 Juni 2013
Ketua : Prof. Dr. dr. K. Tuti Parwati Merati, SpPD-KPTI
Anggota :
1. Dr. dr. Ketut Suega, SpPD-KHOM
2. Prof. Dr. dr. Nyoman Mangku Karmaya, M.Repro 3. Prof. dr. N. Tigeh Suryadhi, MPH, PhD
UCAPAN TERIMA KASIH
Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa, karena atas karunia-Nya, tesis ini dapat diselesaikan.
Pada kesempatan ini ijinkanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Prof. DR. dr. K. Tuti Parwati Merati, SpPD-KPTI, pembimbing utama yang telah memberikan dorongan, semangat, bimbingan, dan saran dalam penyelesaian tesis ini. Terima kasih yang sebesar-besarnya pula penulis sampaikan kepada DR. dr. Ketut Suega, SpPD-KHOM, pembimbing II yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah memberikan bimbingan dan saran kepada penulis.
Ucapan yang sama juga ditujukan kepada Rektor Universitas Udayana Prof. DR.dr. I Made Bakta, SpPD-KHOM atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister di Universitas Udayana. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Direktur Program Pascasarjana yang dijabat Prof. DR. dr. A.A. Raka Sudewi, Sp.S (K) serta Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Prof. Dr.dr.Wimpie Pangkahila, Sp.And. FAACS atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk menjadi mahasiswa Program Magister pada Program Pasca sarjana Universitas Udayana. Tidak lupa penulis pula penulis mengucapkan terima kasih pada Prof. DR. dr. Ketut Suastika, SpPD-KEMD, Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana atas ijin yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan Program Magister. Pada kesempatan ini penulis juga mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada dr. Ketut Agus Somia, SpPD-KPTI; dr. Made Susila Utama, SpPD-KPTI; dr. A.A.A Yuli Gayatri, SpPD; dr. Dewi Dian Sukmawati, SpPD, staf Divisi Penyakit Tropik dan Infeksi, Bagian/SMF Ilmu Penyakit Dalam FK Unud/RSUP Sanglah atas masukan, bimbingan, dorongan, dan bantuannya dalam penyusunan Tesis ini. Kepala Poliklinik VCT dan semua staf yang telah memberikan bantuan selama melakukan penelitian. Ungkapan terima kasih penulis sampaikan pula kepada para penguji tesis, yaitu Prof. dr. N. Tigeh Suryadhi, MPH, PhD; Prof. Dr. dr. Nyoman Mangku Karmaya, M.Repro; DR. dr. Ida Sri Iswari, SpMK, M.Kes, yang telah memberikan masukan, saran, sanggahan, dan koreksi sehingga tesis ini dapat terwujud seperti ini.
Pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus disertai penghargaan kepada seluruh guru-guru yang telah membimbing penulis, mulai dari sekolah dasar sampai perguruan tinggi. Juga penulis ucapkan terima kasih kepada Ayah dan almarhum Ibu yang telah mengasuh dan membesarkan penulis. Seluruh Keluarga Besar Residen Interna atas kerjasama yang baik selama ini.
Semoga Ida Sang Hyang Widhi Wasa/Tuhan Yang Maha Esa selalu melimpahkan rahmat-Nya kepada semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini.
Denpasar, April 2013
ABSTRAK
AKURASI DIAGNOSTIK KOMBINASI TOTAL LYMPHOCYTE COUNT (TLC) DAN KADAR HEMOGLOBIN UNTUK MEMPREDIKSI IMUNODEFISIENSI BERAT PADA PENDERITA TERINFEKSI HUMAN
IMMUNODEFICIENCY VIRUS (HIV) PRA TERAPI ANTIRETROVIRAL
Pemeriksaan jumlah limfosit CD4+ tidak selalu tersedia sehingga diperlukan penanda laboratorium sederhana yang dapat diperiksa pada daerah dengan sumber daya terbatas. Penelitian ini bertujuan mengetahui korelasi antara kadar hemoglobin dengan jumlah limfosit T CD4+ dan mengetahui akurasi diagnostik kombinasi total
lymphocyte count (TLC) dan kadar hemoglobin untuk memprediksi imunodefisiensi
berat pada penderita terinfeksi HIV pra terapi ARV.
Penelitian ini merupakan studi observasional dengan rancangan potong lintang analitik. Untuk mengetahui korelasi antara kadar hemoglobin dan jumlah limfosit CD4+ digunakan uji korelasi Spearman. Untuk menentukan Cut off point kadar hemoglobin dalam memprediksi imunodefisiensi berat digunakan metode receiver
operator characteristic (ROC). Melalui uji diagnostik dengan metode analisis
multivariat berjenjang dapat dihitung akurasi diagnostik TLC sendiri serta kombinasi TLC dan kadar hemoglobin dalam memprediksi imunodefisiensi berat.
Didapatkan korelasi positif kuat yang signifikan antara kadar hemoglobin dan jumlah limfosit CD4+ (r = 0,683; p < 0,001). Didapatkan cut off point kadar hemoglobin 12,2 gr/dl pada laki-laki dan 11,2 gr/dL pada perempuan dalam memprediksi imunodefisiensi berat. Dengan metode ROC didapatkan akurasi diagnostic TLC yang ditunjukkan oleh nilai area under curve (AUC) adalah sebesar 77,4% (IK 95% 68% – 86,7 %) sedangkan akurasi diagnostik kombinasi TLC dan kadar hemoglobin adalah sebesar 89,3% (IK 95% 83,2% - 95,5%) dalam memprediksi imunodefisiensi berat.
Kombinasi TLC dan kadar hemoglobin dapat meningkatkan akurasi diagnostik TLC sendiri sebesar 11,9% dalam memprediksi imunodefisiensi berat pada penderita terinfeksi HIV sehingga dapat digunakan sebagai penanda pengganti (surrogate
marker) jumlah limfosit CD4+ dalam memulai terapi ARV pada daerah dimana pemeriksaan jumlah limfosit CD4+ atau viral load tidak tersedia.
Kata kunci: Hemoglobin, Total lymphocyte count (TLC), Jumlah limfosit CD4, akurasi diagnostik.
ABSTRACT
DIAGNOSTIC ACCURACY OF THE COMBINATION OF TOTAL LYMPHOCYTE COUNT (TLC) AND HEMOGLOBIN LEVEL FOR PREDICTING SEVERE IMMUNODEFICIENCY IN PATIENTS WITH HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS (HIV) PRE ANTIRETROVIRAL
THERAPY
Examination of the CD4+ lymphocytes count is not always available, so we need a simple laboratory markers that can be examined in resource-limited areas. This study was aimed to determining the correlation between hemoglobin levels with CD4+ lymphocyte count and determining the diagnostic accuracy of the combination of total lymphocyte count (TLC) and hemoglobin levels for predicting severe immunodeficiency in HIV-infected patients pre ARV therapy.
This study was an observational study with analytic cross-sectional design. Spearman correlation test was used to determine the correlation between hemoglobin levels and CD4+ lymphocyte counts. Receiver operator characteristic (ROC) methode was used to determine hemoglobin level cut off point in predicting severe immunodeficiency. Diagnostic accuracy of TLC alone and combined TLC and hemoglobin levels in predicting severe immunodeficiency was calculated through a diagnostic test with multistep multivariate analysis methods.
A significant strong positive correlation was proved between hemoglobin levels and CD4+ lymphocyte count (r = 0.683, p <0.001). We found cut off point of hemoglobin level was 12.2 g/dl in male and 11.2 g/dL in female for predicting severe immunodeficiency. With the ROC method, diagnostic accuracy of TLC indicated by the value of area under the curve (AUC) was 77.4% (95% CI 68% - 86.7%), and the diagnostic accuracy of the combination of TLC and hemoglobin levels was 89.3% ( 95% CI 83.2% - 95.5%) in predicting severe immunodeficiency.
This study showed that a combination of TLC and hemoglobin levels can increase 11,9% of the diagnostic accuracy of TLC alone in predicting severe immunodeficiency in HIV-infected patients that can be used as a surrogate marker of CD4+ lymphocyte count in initiating antiretroviral therapy where the laboratory test for CD4+ lymphocyte count or viral load is not available.
Key words: Hemoglobin, total lymphocyte count (TLC), CD4+ lymphocytes count, diagnostic accuracy.
RINGKASAN
AKURASI DIAGNOSTIK KOMBINASI TOTAL LYMPHOCYTE COUNT (TLC) DAN KADAR HEMOGLOBIN UNTUK MEMPREDIKSI IMUNODEFISIENSI BERAT PADA PENDERITA TERINFEKSI HUMAN
IMMUNODEFICIENCY VIRUS (HIV) PRA TERAPI ANTIRETROVIRAL
Pemeriksaan jumlah limfosit CD4+ yang merupakan gold standar untuk memulai terapi ARV tidak selalu tersedia, sehingga diperlukan penanda laboratorium sederhana yang dapat diukur untuk menilai progresifitas penyakit pada sumber daya yang terbatas.
Penelitian ini merupakan studi observasional dengan rancangan potong lintang analitik untuk mengetahui korelasi antara kadar hemoglobin dengan jumlah total limfosit T CD4+. Dilanjutkan dengan uji diagnostik untuk mengetahui akurasi diagnostik kombinasi TLC dan kadar hemoglobin dalam memprediksi imunodefisiensi berat pada penderita terinfeksi HIV.
Didapatkan korelasi positif kuat yang signifikan antara kadar hemoglobin dan jumlah limfosit CD4+ (r = 0,683; p < 0,001). Didapatkan cut off point kadar hemoglobin 12,2 gr/dl pada laki-laki dan 11,2 gr/dL pada perempuan dalam memprediksi imunodefisiensi berat. Dengan prosedur ROC didapatkan akurasi diagnostik TLC dalam memprediksi imunodefisiensi berat yang ditunjukkan oleh nilai
area under curve (AUC) adalah sebesar 77,4% (IK 95% 68,0% – 86,7 %) dengan
sensitifitas 59,5 %; spesifisitas 95,2%; PPV 98,1%; NVP 35,7%, LH+ 12,3; dan LH- 0,42. Sedangkan akurasi diagnostik kombinasi TLC dan kadar hemoglobin adalah sebesar 89,3% (IK 95% 83,2% - 95,5%) dengan sensitifitas 83,14 %; spesifisitas 90,47%, PPV 97,3%; NVP 55,8%; LH+ 8,7, dan LH- 0,18.
Penelitian ini menunjukkan bahwa kombinasi TLC dan kadar hemoglobin dapat meningkatkan akurasi diagnostik TLC sendiri sebesar 11,9% dan peningkatan sensitifitas dari 59,5% menjadi 83,1% dalam memprediksi imunodefisiensi berat pada penderita terinfeksi HIV. Jadi kombinasi TLC dan kadar hemoglobin dapat digunakan sebagai penanda pengganti (surrogate marker) jumlah limfosit CD4+ dalam memulai terapi ARV pada daerah dengan sumber daya terbatas dimana pemeriksaan jumlah limfosit CD4+ atau viral load tidak tersedia.
