i
SKRIPSI
KARAKTERISASI MOLEKULER GEN KAPSUL
Klebsiella pneumoniae
YANG TERISOLASI
DARI SPESIMEN KLINIS DI INSTALASI
MIKROBIOLOGI RUMAH SAKIT UMUM PUSAT
SANGLAH TAHUN 2013
I MADE SUTHA SASKARA NIM 1102005055
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN DOKTER
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS UDAYANA
DENPASAR
ii
Lembar Pengesahan
SKRIPIS INI TELAH DISETUJUI TANGGAL ……….
Pembimbing ,
Dr. dr. NI NYOMAN SRI BUDAYANTI Sp. MK (K) NIP 196810231998022001
Mengetahui,
Ketua Program Studi Pendidikan Dokter Fakultas Kedokteran Universitas Udayana, Dr. dr. Dewa Putu Gde Purwa S., Sp.S (K) NIP. 19550321 198303 1 094
iii
Skripsi ini telah diuji pada dan dinilai oleh panitia penguji pada Program Studi Pendidikan Dokter Fakultas Kedokteran Universitas Udayana
Tanggal ……….
Berdasarkan SK... No... Tanggal...
Panitia Penguji Skripsi adalah:
Ketua : Dr. dr. Ni Nyoman Sri Budayanti Sp. MK (K)
Anggota :
iv
KATA PENGATAR
Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur ke hadapan Ida Sang Hyang Widhi Wasa/ Tuhan Yang Maha esa, karena hanya atas asung wara nugraha-Nya/kurnia-Nya, skripsi dengan judul “Karakterisasi Molekuler Gen Kapsul Klebsiella pneumoniae Yang Terisolasi Dari Spesimen Klinis Di Instalasi Mikrobiologi Rumah Sakit Umum Pusat Sanglah Tahun 2013” dapat diselesaikan.
Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih, kepada :
1. Dr. dr. Ni Nyoman Sri Budayanti, Sp.MK (K) dan dr. Ni Nengah Dwi Fatmawati, Sp.MK.,Ph.D sebagai dosen pembimbing atas waktu, pikiran dan tenaga yang telah diluangkan kepada penulis untuk berkonsultasi dan bimbingan selama proses pengerjaan skripsi,
2. Bagian Mikrobiologi Fakultas Kedokteran Universitas Udayana Bali sebagai bagian yang memfasilitasi bimbingan dalam pengerjaan proposal serta membantu untuk pelaksanaan penelitian,
3. Orang tua, keluarga, dan teman-teman saya yang senantiasa memberikan support baik dari segi mental maupun material.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu tulisan ini bersifat terbuka terhadap kritik dan saran yang membangun guna penyempurnaan dalam pelaksanaan penelitian.
.
Denpasar, November 2014
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya tulis yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila kemudian hari terbukti bahwa saya melakukan tindakan menyalin atau meniru tulisan orang lain sebagai hasil pemikiran saya sendiri, maka gelar dan ijazah yang telah diberikan oleh universitas batal saya terima.
Denpasar, ………..…… Yang menyatakan
Materai Rp 6.000,-
vi ABSTRAK
Karakterisasi Molekuler Gen Kapsul Klebsiella pneumoniae Yang Terisolasi Dari Spesimen Klinis Di Instalasi Mikrobiologi Rumah Sakit Umum Pusat
Sanglah Bulan Tahun 2013
Meningkatnya trend penyakit infeksi di masyarakat menimbulkan suatu ancaman di dunia kesehatan. Dari berbagai jenis bakteri, infeksi bakteri gram negatif adalah salah satu jenis bakteri yang jumlah kasusnya cukup tinggi. Klebsiella pneumoniae sebagai salah satu bakteri gram negatif merupakan bakteri yang dapat menyebabkan derajat penyakit yang bervariasi seperti pneumonia, infeksi saluran kemih, sepsis, dan lainnya. Derajat penyakit ini disebabkan karena beberapa faktor virulensi yang dimiliki bakteri K. pneumoniae ini. Salah satu faktor virulensi yang memiliki peran yang cukup besar adalah kapsul K. pneumoniae dengan fungsinya sebagai mekanisme pertahanan bakteri dari fagositosis neutrofil dan serum manusia. Dipandang perlu oleh peneliti untuk melaksanakan karakterisasi kapsul karena nantinya hasil penelitian ini akan memberikan gambaran epidemis molekuler tipe kapsul dan selanjutnya dapat dikembangkan sebagai metode diagnostik atau kandidat vaksin.
Penelitian ini menggunakan 56 isolat klinis K. pneumoniae yang diambil dari isolat klinik di Instalasi Mikrobiologi RSUP Sanglah pada bulan Januari-Desember 2013. Isolat terisolasi dari darah (n=23), urine (n=17), sputum (n=1), dan specimen lainnya (n=4). Kemudian isolat ditumbuhkan di Instalasi Mikrobiologi RSUP Sanglah dan DNA bakteri di isolasi, selanjutnya di analisis PCR di Laboratorium Biologi Molekuler FK Unud. Genotipe kapsul yang diidentifikasi adalah gen K1, K2, dan K5. Tiga pita pada PCR diamati untuk memastikan jenis kapsul, pita 1283 bp untuk kapsul K1, pita 641 bp untuk kapsul K2, dan pita 280 bp untuk kapsul K5.
Sebanyak 12 (21,4%) isolat positif membawa gen kapsul, dimana 12 isolat (100%) adalah gen K2. Tidak ada isolat yang ditemukan membawa gen K1 dan K5. Dua belas isolat yang positif K2, 10 (83%) isolat terisolasi dari darah, 1 (8,3%) isolat terisolasi dari sputum, 1 (8,3%) isolate terisolasi dari spesimen lain.
Hal ini menunjukkan bahwa bakteri K. pneumoniae yang terisolasi di Instalasi Mikrobiologi Rumah Sakit Umum Pusat Sanglah positif membawa gen kapsul K2 sebanyak 12 (21,43%) isolat. Seperti beberapa penelitian sebelumnya, kapsul K2 memiliki virulensi yang cukup tinggi dibandingkan dengan kapsul K. pneumoniae
lainnya dan dapat menyebabkan derajat penyakit yang cukup berat. Beranjak dari hasil penelitian ini, dipandang perlu dilaksanakan penelitian selanjutnya untuk semakin meningkatkan pemahaman mengenai patogenitas dari kapsul ini sendiri misalnya dalam pembuatan vaksin atau sebagai alat diagnostik.
vii ABSTRACT
Molecular Gen Characterization of Klebsiella pneumoniae Capsular Gene Isolated From Clinical Specimen of Clinical Microbiology Laboratory Sanglah
General Hospital in 2013
K. pneumoniae infections become an increasing trend in worldwide. It is important to conduct a seroepidemiology study to better understand the spread of K. pneumoniae
infections in Indonesia, especially Bali where there is no study previously conducted to understand this. Bali as a popular tourist destination is vulnerable to become a major cross-road of many infections spread including K. pneumoniae. This study aimed to understand the developing trend of K. pneumoniae infections better in community and hospital.
Samples were collected between January until Desember 2013 in Sanglah General Hospital Clinical Microbiology Laboratory. Total of 56 samples were examined taken from blood, urine, pus, sputum, and other sources. The growing of K. pneumoniae
bacteria conducted at Clinical Microbiology Laboratory of Sanglah General Hospital. Meanwhile DNA isolation and PCR analysis took place in Medical Faculty of Udayana University.
From 56 isolates [blood (n=23), urine (n=17), others specimens (n=4), sputum (n=11), and pus (n=1)] 12 of them were positive for K2 capsule. Ten of them were from blood, 1 from sputum, and 1 from other specimens. Three bands were observed to determine the bacteria capsule, 1283 bp band for K1, 641 bp band for K2, and 280bp band for K5.
This result showed that K. pneumoniae isolated from Clinical Microbiology Laboratory of Sanglah General Hospital 21,43% having K2 type capsule. K2 capsule has high virulence compared to other capsule and can cause a significant morbidity to those who infected, and therefore, further characteristic study of K2 capsule in Bali will increase the understanding of pathogenicity of K2 capsule in order to treat the infections itself.
viii RINGKASAN
Karakterisasi Molekuler Gen Kapsul Klebsiella pneumoniae Yang Terisolasi Dari Spesimen Klinis Di Instalasi Mikrobiologi Rumah Sakit Umum Pusat
Sanglah Bulan Tahun 2013
Meningkatnya trend penyakit infeksi di masyarakat menimbulkan suatu ancaman di dunia kesehatan. Dari berbagai jenis bakteri, infeksi bakteri gram negatif adalah salah satu jenis bakteri yang jumlah kasusnya cukup tinggi. Klebsiella pneumoniae sebagai salah satu bakteri gram negatif merupakan bakteri yang dapat menyebabkan derajat penyakit yang bervariasi seperti pneumonia, infeksi saluran kemih, sepsis, dan lainnya. Derajat penyakit ini disebabkan karena beberapa faktor virulensi yang dimiliki bakteri K. pneumoniae ini. Salah satu faktor virulensi yang memiliki peran yang cukup besar adalah kapsul K. pneumoniae dengan fungsinya sebagai mekanisme pertahanan bakteri dari fagositosis neutrofil dan serum manusia. Dipandang perlu oleh peneliti untuk melaksanakan karakterisasi kapsul karena nantinya hasil penelitian ini akan memberikan gambaran epidemis molekuler tipe kapsul dan selanjutnya dapat dikembangkan sebagai metode diagnostik atau kandidat vaksin.
Penelitian ini menggunakan 56 isolat klinis K. pneumoniae yang diambil dari isolat klinik di Instalasi Mikrobiologi RSUP Sanglah pada bulan Januari-Desember 2013. Isolat terisolasi dari darah (n=23), urine (n=17), sputum (n=1), dan specimen lainnya (n=4). Genotipe kapsul yang diidentifikasi adalah gen K1, K2, dan K5. Sebanyak 12 (21,4%) isolate positif membawa gen kapsul, dimana 12 isolat (100%) adalah gen K2. Tidak ada isolat yang ditemukan membawa gen K1 dan K5. Dua belas isolat yang positif K2, 10 (83%) isolat terisolasi dari darah, 1 (8,3%) isolat terisolasi dari sputum, 1 (8,3%) isolate terisolasi dari spesimen lain.
Hal ini menunjukkan bahwa bakteri K. pneumoniae yang terisolasi di Instalasi Mikrobiologi Rumah Sakit Umum Pusat Sanglah positif membawa gen kapsul K2 sebanyak 12 (21,43%) isolat. Seperti beberapa penelitian sebelumnya, kapsul K2 memiliki virulensi yang cukup tinggi dibandingkan dengan kapsul K. pneumoniae
lainnya dan dapat menyebabkan derajat penyakit yang cukup berat. Beranjak dari hasil penelitian ini, dipandang perlu dilaksanakan penelitian selanjutnya untuk semakin meningkatkan pemahaman mengenai patogenitas dari kapsul ini sendiri misalnya dalam pembuatan vaksin atau sebagai alat diagnostik. Jumlah sampel yang lebih besar juga diperlukan untuk semakin meningkatkan keakuratan hasil penelitian sehingga nantinya dapat digunakan sebagai data dasar dalam pemetaan genotipe kapsul K. pneumoniae.
ix
DAFTAR ISI
Halaman
SAMPUL DALAM ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
PENETAPAN PANITIA PENGUJI ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI ... v
ABSTRAK ... vi ABSTRACT ... vii RINGKASAN ... viii DAFTAR ISI ... ix DAFTAR TABEL ... xi DAFTAR GAMBAR ... xi BAB I PENDAHULUAN ... …1
1.1Latar Belakang Penelitian ... …1
1.2Identifikasi Masalah ... …2 1.3Tujuan Penelitian ... …2 1.3.1Tujuan umum ... …2 1.3.2Tujuan khusus ... …3 1.4Manfaat Penelitian ... …3 1.4.1Manfaat akademik ... …3 1.4.2Manfaat klinik ... …3
BAB II KAJIAN PUSTAKA ... …4
2.1KARAKTER BIOLOGI Klebsiella pneumoniae ... …4
2.2PATOGENESIS ... …6
2.3EPIDEMIOLOGI... …7
x
2.5DIAGNOSIS………8
BAB III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS………...10
3.1KERANGKA BERPIKIR………..…10
3.2KERANGKA KONSEP ... ..11
3.3HIPOTESIS ... ..12
BAB IV METODE PENELITIAN ………...………...….13
4.1 RANCANGAN PENELTIAN ... ..13
4.2 WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN ... ..13
4.3 POPULASI DAN SAMPEL PENELITIAN ... ..13
4.4 VARIABEL DAN DEFINISI OPERASIONAL ... ..14
4.5 KRITERIA INKLUSI DAN EKSKLUSI... ..15
4.6 ALAT DAN BAHAN PENELITIAN ... ..16
4.7 ALUR PENELITIAN ... ..18
4.8 ANALISIS STATISTIK ... ..19
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN ... ..20
5.1 HASIL ... ..20
5.2 PEMBAHASAN ... ..21
BAB VI SIMPULAN DAN SARAN ... 24
6.1 Simpulan ... 24
6.2 Saran ... 24
DAFTAR PUSTAKA ... 25
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Primer yang Digunakan Dalam PCR………..14
Tabel 5.1 Hasil PCR K. pneumoniae yang Terisolasi dari Spesimen Klinis
di Instalasi Mikrobiologi RSUP Sanglah Tahun 2013………...…19
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur Bakteri K. pneumoniae………5
Gambar 5.1 Hasil Running Uniplex PCR………23
DAFTAR LAMPIRAN
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penyakit infeksi sejak dahulu merupakan salah satu permasalahan di seluruh dunia. Di beberapa negara berkembang, trend penyakit infeksi terus menunjukkan angka yang meningkat. Penyakit infeksi dapat disebabkan oleh berbagai jenis bakteri, salah satu nya bakteri gram negatif Klebsiella pneumonia. K. pneumonia adalah salah satu penyebab utama di community-acquired infections, terutama di populasi lanjut usia. Menurut studi yang dilaksanakan di Malaysia dan Jepang mengestimasi laju insiden infeksi K. pneumonia di lansia sebesar 15-40% (Qureshi., 2013).
Sejak ditemukan oleh Carl Friedlander pada tahun 1882, Klebsiella pneumoniae telah menjadi salah satu agen penyebab infeksi yang paling umum dan berbahaya di manusia. Normalnya K. pneumoniae adalah bakteri yang umum di lingkungan dan sering ditemukan sebagai bakteri komensialis di sistem pencernaan manusia. Salah satu penyebab mengapa K. pneumonia merupakan permasalahan yang perlu diperhatikan adalah ketika bakteri K. pneumonia beredar di sistem tubuh manusia, bakteri ini dapat menimbulkan beragam macam penyakit yang cukup berat seperti sepsis, infeksi saluran kemih, dan pneumonia. Infeksi K. pneumoniae dapat menyebabkan infeksi sistemik yang cepat dan sulit untuk ditangani . Salah satu
2
penyebab dari beratnya derajat infeksi K. pneumoniae adalah kapsul dari bakteri ini yang memiliki peran dalam menangkal sistem kekebalan tubuh manusia. Kapsul ini berperan dalam resistensi terhadap fagositosis neutrofil dan serum manusia.
Melihat trend ini, dipandang perlu untuk dilaksanakan suatu penelitian tentang karakterisasi gen kapsul K. pneumoniae di Indonesia dan khususnya di Bali yang belum memiliki data dasar mengenai karakterisasi gen K. pneumoniae ini. Bali sebagai daerah sentral pariwisata dunia sangat rentan untuk menjadi pusat penyebaran berbagai penyakit infeksi. Di penelitian ini akan diteliti 3 genotipe kapsul K. pneumoniae, antara lain K1, K2, dan K5. Nantinya hasil dari penelitian ini akan didapatkan data dasar karakteristik gen K. pneumoniae di Bali yang nantinya dapat dikembangkan menjadi salah satu kandidat vaksin atau sebagai antigen untuk alat diagnostik.
1.2 Identifikasi Masalah
Permasalahan yang akan ditinjau dalam penelitian ini adalah tipe gen kapsul apakah yang paling dominan di isolat klinik K. pneumoniae yang terisolasi di Instalasi Mikrobiologi RSUP Sanglah tahun 2013?
1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan Umum
Tujuan umum penelitian ini adalah untuk mengetahui patogenesis dari bakteri K. pneumoniae dari faktor virulensi kapsul yang dimiliki bakteri tersebut.
3
1.3.2 Tujuan Khusus
Tujuan khusus penelitian ini adalah untuk mengetahui sebaran genotipe kapsul K. pneumoniae dari isolat klinik di Instalasi Mikrobiologi RSUP Sanglah tahun 2013.
1.4 Manfaat Penelitian
1.4.1. Manfaat akademik:
1. Mendapatkan data dasar mengenai genotipe kapsul K. pneumoniae dari isolat klinik Instalasi Mikrobiologi RSUP Sanglah.
2. Mengetahui epidemiologi molekuler dari tipe kapsul K. pneumoniae di isolat klinik Instalasi Mikrobiologi RSUP Sanglah.
3. Sebagai cara untuk memahami patogenesis dari berbagai macam penyakit yang dapat ditimbulkan oleh bakteri K. pneumoniae.
1.4.2. Manfaat klinis:
1. Dengan mengetahui mekanisme dari faktor virulensi K. pneumoniae ini nantinya dapat dikembangkan sebagai kandidat vaksin.
