PENGARUH BEBERAPA SUBTlPE VIRUS INFTECTIOUS BURSAL DISEASE TERHADAP KEBEIUZASILAN VAKSINASI. Retno D. SOEJOEDONO

PENGARUH BEBERAPA SUBTlPE VIRUS INFTECTIOUS BURSAL DISEASE TERHADAP KEBEIUZASILAN VAKSINASI

Retno D. SOEJOEDONO

PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

1996

R I N G K A S A N

RETNO D. SOEJOEDONO. Pengaruh b e b e r a p a s u b t i p e v i r u s Infectious bursal d i s e a s e t e r h a d a p keberhasila? vaksinasi.

( D i b a w a h bimbingan MASDUKI PARTADIPEDJA s e b a g a i k e t u a , M.B.M. MALOLE, PURNOMO RONOHARDJO, SOERATNO PARTOATMODJO d a n GATUT ASHADI s e b a g a i a n g g o t a ) .

P e n y a k i t G u m b o r o atau I n f e c t i o n s b u r s a l d i s e a s e (IBD) s e c a r a ekonomi b e r s i f a t sangat merugikan p e t e r n a k a n ayam b a i k bagi ayam p e d a g i n g maupun ayam petelur. I B D menyerang ayam mulai umur 1 h a r i (DOC) s a m p a i s e k i t a r 6 minggu. P a d a ayam di a t a s 3 minggu, s e l a i n menimbulkan kematian a n t a r a 5-20% j u g a menimbulkan kelambatan pertumbuhan dan akan mengalami p r o s e s persembuhan yang memerlukan waktu f 2 minggu s e r t a konversi pakan m e n j a d i sangat buruk. B i l a IBD menyerang ayam d i b a w a h umur 3 minggu, ayam p e n d e r i t a akan mengalami imunodefisiensi, sehingga ayam menjadi mudah d i t u l a r i o l e h s e t i a p penyakit merrular, meskipun ayam t e l a h d i v a k s i n a s i terhadap penyakit itu. D i s a m p i n g itu ayam pertumbuhannya terhambat dan akan mengalami kekerdilan.

Virus penyebabnya sangat tahan t e r h a d a p k o n d i s i lingkungan dan

.

⁺ tahan h i d u p di l u a r tubuh ayam s e l a m a 4 bulan. A p a b i l a suatu p e t e r n a k a n sudah t e r t u l a r i v i r u s I B D m a k a untuk s e l a n j u t n y a penyakit

X t e r s e b u t akan s e l a l u berjangkit, k a r e n a v i r u s IBD s a n g a t s u l i t untuk

: d i b e b a s k a n d a r i peternakan yang bersangkutan.

5 D i I n d o n e s i a b e b e r a p a v a k s i n IBD yang b e r a s a l d a r i luar, t e l a h

baayak digunakan untuk program v a k s i n a s i , akan t e t a p i satu ha1 yang

- * I

^{. .}

nyata a d a l a m a s ~ h t e r j a d i n y a w a b a h penyakit IBD yang sangat meluas

dan meningkat walaupun ayam sebelumnya telah divaksinasi dengan vaksin IBD tersebut.

P a d a penelitian ini telah dilakukan pengumpulan bahan untuk i s o l a s i dan identifikasi virus IBD berupa bursa Fabricius ayam sakit dari beberapa lokasi peternakan yang mengalami wabah penyakit Qumboro. Kemudian dilanjutkan dengan isolasi dan idehtifikasi virus dengan menggunakan biakan jaringan embrio ayam specific pathogen free (SPF).

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari keanekaragaman antigen berbagai isolat virus IBD yang diisolasi dari beberapa tempat peternakan d i Indonesia, dengan c a r a melakukan uji netralisasi silang d i antara semua isolat virus terhadap antiseranya. Hasil isolasi dan identifikasi virus IBD pada penelitian ini berjumlah 30 ieolat virus asal lapang dan kemudian dipilih 24 isolat yang didasarkan kepada wilayab penyebaran dan kepadatan peternakan ayam yang meliputi daerah Sumatera, Jabotabek. J a w a Barat, Jawa Tengah, Jawa Timur, Bali dan Sulawesi Selatan. Antigen untuk uji netralisasi silang dibuat p a d a biakan sel fibroblas embrio ayam SPF yang bernmur 9 hari. Sera kebal terhadap masing-masing isolat virus IBD dibuat pada kelinci. Uji netralisasi serum silang dilakukan p a d a biakan eel dengan c a r a v i r u s konstan dan pengenceran serum s e c a r a seri. Untuk memudahkan analisis hasil uji netralisasi silang dan penentuan keterkaitan antigen antar virus asal lapang digunakan pendekatan dengan mencari nilai R yang berdasarkan rumus Archetti dan Horsfall (Archetti dan Horafall, 1950).

?. Meskipun vaksinasi terhadap penyakit Gumboro telah dijalankan j s e c a r a teratur d i peternakan-peternakan di Indonesia, tetapi masih tetap

1

t timbul wabah penyakit Gumboro. Tampaknya yang menjadi penyebab ketidakberhasilan vaksinasi ini adalah adanya subtipe atau varian virus.

B M n n peedekatan serologik dari hasil uji netralisasi silang dan uji .,. y+--"

penentuan k t e r k a i t a n antigen dari ke 24 isolat s e r t a 1 galur Lukert

ditetapkan 9 kelompok yang memiliki kesamaan antigen di atas 70%

antara satu dengan yang lain, kemudian karena a d a beberapa isolat yang termasuk ke dalam lebih dari satu kelompok, maka ditetapkan 4 isolat virus yang masing-masing mewakili setiap kelompok tertentu yaitu isolat-isolat k-5, k-11, k-13 dan k-19. Keempat subtipe (varian) virus IBD yang terpilih tersebut memiliki perbedaan struktur antigen (keanekaragaman antigen) dan selain itu jug8 mempunyai etruktur antigen yang tidak sesuai dengan yang dimiliki oleh virus vaksin yang digunakan.

P a d a percobaan imunisasi p a s i f silang antar keempat isolat virus asal lapang yang terpilih ternyata dapat diketahui bahwa isolat virus tersebut b e r b e d a subtipenya (varian). Hal ini dibuktikan dengan percobaan imunisasi pasif p a d a ayam dan setelah diuji tantang maaing-rnasing tsrhadap isolat virus IBD anal lapang, ternyata di antara keempat virus IBD asal lapang itu tidak a d a yang homolog.

Haail uji ini menguatkan hipotesis b a h w a memang benar di Indonesia terdapat subtipe virus IBD dan keempat isolat virus tersebut merupakan subtipe yang berbeda.

Selain percobaan melalui imunisasi p a s i f silang juga dilakukan percobaan necara serologik melalui u j i netralisasi silang antar keempat subtipe isolat virus lapang di atas terhadap antisera d a r i vaksin impor yang digunakan d i lapang. Ternyata BMT-SN antisera tersebut tidak mampu menghasilkan titer yang baik terhadap isolat virus a s a l lapang (k- 5, 11, 1 3 dan 19) dibandingkan dengan antisera yang dihasilkan o l e h virus standar. Hal ini berarti bahwa virus vaksin tidak homolog dengan keempat subtipe virus anal lapang.

Berdaaarkan analisis hasil penelitian dapat diaimpulkan bahwa dari 24 isolat virus lapang dan 1 galur Lukert yang diuji, dapat ditetapkan 4 subtipe virus IBD yang dapat mewakili semua i s o l a t virus IBD a s a l lapang (k-S, 11, 13 dan 19). Keempat subtipe virus IBD

tersebut ternyata merupakan isolat yang tidak memiliki kesamaan struktur antigen antar aatu dengan lainnya s e r t a dengan virus vaksin asal impor.

yang berpengaruh terhadap vaksinasi berdasarkan respons serologik.

Dengan diketahui adanya perbedaan aubtipe virus IBD asal lapang dengan virus vaksin dan bahwa di Indonesia terdapat lebih d a r i satu subtipe virus IBD, diwaktu yang akao datang diharapkan dalam satu vaksin terkandung keempat subtipe virus IBD asal lapang terpilih di atas sehingga dapat digunakan sebagai vaksin IBD yang berpotensi tinggi di Indonesia.

SUMMARY

RETNO D. SOEJOEDONO. The effect o f some infectious bursal disease viral subtypes on the efficacy o f vaccination pmgrams (Under the supervision of the Advisory Committee of MASDUKI PARTADIREDJA a s chairman, M.B.M. MALOLE, PURNOMO RONOHARDJO. SOERATNO PARTOATMODJO and GATUT ASHADI a s members)

Gumboro d i s e a s e or Infectious b u r s a l disease (IBD) has a great ecomonic importance to the poultry industries, both to layer and broiler industries, most importantly due to the immunosuppression caused by the disease. The industries w i l l acquire a lot o f damages including vaccination failure, increased condemnation and mortality, poor feed conversion, increased morbidity and medication cost commonly resulted from immunosuppression. IBD virus infects chickens from the early ages, starting from day-old chicks up to 6 weeks of age. Infection in poultry of 3 weeks of age and older resulting in 5 to 20% mortality, whilst the disease in chickens under 3 weeks of age manifesting in a severe and prolonged immunosuppression. Sequelae that have been associated with immunosuppression induced by the virus include gangrenous dermatitis, inclusion body hepatitis anemia syndrome, E. coli infections, and vaccination failures.

The causative organism resisted severe environmental conditions and resisted outside the chicken's body for four months. Once a farm has been infected, it w i l l always be infected again and again, because it is difficult to make the farm free from IBD virus.

Beside the utilization of several imported vaccines against the disease, prevailing and menacing epidemics o f infectious bursa1 disease are s t i l l found in this country.

In this study, collection o f materials for isolation and identificaton o f IBD v i r u s consisted of bursa Fabricius of infected chickens collected from different farms which were affected by Oumboro disease. The isolation and idenification of IBD virus w a s carried out in specific pathogen free (SPF) c h i c k e n embryo f i b r o b l a s t (CEF).

The aims o f the study was to investigate the antigenic variation of some IBD viral isolates, obtained from several farms in Indonesia, by performing cross neutralization tests between all viral isolates against their antisera. The isolation and identification effort of IBD virus was able to collect 30 f i e l d viral isolates and based on the spread and density o f poultry farms, 24 isolates were chosen a s representatives.

Seven a r e a s o f Indonesia, i.e. Sumatera, Jabotabek, West, Central and East Java, Bali and South Sulawesi were represented in this study.

Antigens used f o r cross neutralization tests were prepared from nine day o l d S P F chicken embryo fibroblast. Immune s e r a against each IBD viral isolate were made by injecting the IBD virus into New Zealand white rabbits. Cross neutralization tests were performed on cell cultur;

by the method o f constant virus against serial dilution of sera. To facilitate the analysis of the results of cross neutralization tests and to resolve the relatedness between the f i e l d viral isolates the R value o f Archetti and Horsfall's formula w a s used (Archetti and Horafall. 1950).

Although vaccination programs against Gumboro disease using imported vaccines have been executed routinely in almost all of the poultry farms in Indonesia, the epidemics o f Gumboro disease are still menacing the Indonesian poultry industries. The presence o f viral subtypes or variants in the field were suspected to be the cause of these vaccination failures in the farms. With the serological approach of the

cross neutralization tests and antigenic relatedness determination results of 24 f i e l d IBD viral isolates and one Lukert strain, nine (9) groups of viral isolates have antigenic relatedness more than 7 0 % . Knowing that some o f the isolates belong to more than one group o f isolates. it was found out that four field IBD viral isolate# w e r e identified as a s representatives o f the groups, i.e. k-5, k-11, k-13 and K-19 isolates.

These four IBD viral isolates can be identified'as variants o r subtypes since they have different antigenic structures among themselves and also between these four viral isolates and IBD vaccine viruses used in Indonesia.

With the c r o s s passive immunization teats between those four field isolates it was confirmed that these four viral isolates there were different in subtypes o r variants. This fact w a s substantiated by passive immunization of chickens and then challenged with the four f i e l d IBD viral isolates resulting that those four field isolates were indeed heterologous. The results o f these tests substantiated the hypothesis that those four field isolates were of different subtypes o r variants.

Besides cross passive immunization test, serologic tests w e r e also performed by cross neutralization tests between f i e l d IBD viral isolates against imported vaccine antisera used in the field, showed by the fact, that the antisera could not produce optimum protection against field IBD viral isolates (k-5, 11, 1 3 and k-19).

Analysis o f the results o f this study on 24 f i e l d IBD viral isolates and one Lukert strain tested, demonstrated that those four IBD viral subtypes could b e identified a s representatives of a l l f i e l d IBD viral isolates i n Indonesia.

It w a s established that those four viral isolates have no antigenic relation between one to another and to the imported vaccine virus which affected the vaccination results based on the serologic responses.

Knowing that those four field IBD viral isolates and the virus used for vaccines in Indoneoia are of different subtypes, and that there are more than one subtype found among IBD virus in Indonesia; it will be very ideal for the poultry industry in Indonesia i f in every vaccine produced for domestic use contains t h o ~ e four IBD viral subtypeo.

,

PENGARUHBEBERAPASUBTJPE VIRUS 1NFECTIOUS BURSAL DISEASE TERHADAP KEBERHASILAN VAKSINASI

oleh

Retno D. SOEJOEDONO Nrp. 91.5351SVT

Dlsertasi sebagal salah satu syarat untuk memperoleh gelar

DOKTOR

pada

Program Pascasarjana lnstltut Pertanian Bogor

PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

1996

Judul : PENGARUH BEBERAPA SUBTIPE VIRUS INFECTIOUS B U W DISEitSE TERHADAP KEBERHASILAN VAKSINASI Nama Mahasiswa : Retno D. SOEJOEDONO

Nomor pokok : 91535/SVT

,

Menyetujui

Dr. M.B.M. Malole Dr. H Purnomo Ronohardjo

ProtDr.H.Soeratno Partoatmodjo, MSc Anggota

RIWAYAT HIDUP

Penulie dilahirkan p a d a tanggal 7 Mei 1952, di Magelang, Jawa Tengah, putri keernpat dari ayah dan bunda R. Ismaoen Qjojosoebroto.

Pendidikan yang ditempuh adalah di. Sekolah Dasar Kanisius, Magelang yang diselesaikan tahun 1963; Sekolah Menengah Pertama Negeri I, di Bogor p a d a tahun 1964-1967 kemudian melanjutkan ke

Sekolah Menengah Atas. Regina Pacis, d i Bogor sampai tahun 1970.

P a d a tahun 1971 melanjutkan pendidikan di Fakultas Kedokteran Hewan, IPB dan lulus sebagai S a r j a n a Kedokteran Hewan pada tahun 1976. Selanjutnya, mendapat gelar Dokter Hewan pada tahun 1977.

Penulis menikah dengan R. Roso SOEJOEDONO, Staf Pengajar pada Laboratorium Kesmavet, Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor, dan dikaruniai seorang putri: Retno Astriningtyas SOEJOEDONO, p e l a j a r Kelas Dua, SMA Regina Pacis, Bogor.

P a d a tahun 1974 telah menjadi asisten staf Pengajar di Laboratorium Virologi-Imunologi, Jurusan Penyakit Hewan dan Kesehatan Masyarakat Veteriner, Fakultas Kedokteran Hewan, IPB.

P a d a tahun 1980 mendapat kesempatan mengikuti pendidikan program Magister Sains pada Program Pascasarjana IPB, jurusan Sains Veteriner. Selanjutnya pada tahun 1986 mendapat beasiswa dari Pernerintah Perancis untuk mengikuti pendidikan pada "I'Bcole Nationale Veterinaire d'Alfort (RNVA)" di Maison Alfort, Paris dan mendapat diploma "Maitre es Science Veterinaire". Kemudian tahun 1991 mendapat kesempatan untuk mengikuti pendidikan program Doktor pada Program Pascaearjaaa, IPB, jurusan Sains Veteriner.

'7

Penulis sejak diangkat menjadi staf pengajar pada Fakultas Kedokteran Hewan, IPB masih tetap bekerja pada Laboratorium Imunologi, Jurusan Penyakit Hewan dan Kesehatan Masyarakat Veteriner hingga saat ini.

,

KATA PENGANTAR

P u j i syukur d i p a n j a t k a n k e p a d a A l l a h S W T a t a s k a r u n i a d a n r a h m a t N y a yang t e l a h dilimpahkan s e h i n g g a d a p a t m e n y e l e s a i k a n tugas yang d i p e r c a y a k a n k e p a d a penulis. S e m o g a k a r u n i a ini m e i u p a k a n amal i b a d a h y a n g b e r m a n f a a t bagi semuanya.

Penghargaan yang setinggi-tingginya p e n u l i s s a m p a i k a n k e p a d a s u a m i d a n p u t r i t e r c i n t a yang t e l a h memberi keaempatan p a d a p e n u l i s untuk melanjutkan p e n d i d i k a n ini s e r t a mendampingi d a l a m s u k a d a n duka ( Q u i n'ont c e s s e d e m ' a p p o r t e r l e u r s encouragements e t ont f a i t p r e u v e d e b e a u c o u p d e c o m p r e h e n s i o n e t d e p a t i e n c e ) :

t a n p a k a s i h sayangmu, t a n p a pengertianmu d a n t a n p a semangatmu

n i s c a y a s e g a l a n y a t i d a k akan b e r h a s i l .

Penghargaan d a n r a s a t e r i m a k a s i h y a n g tak t e r h i n g g a p e n u l i s s a m p a i k a n k e p a d a P r o f . D r H. M a s d u k i P a r t a d i r e d j a , M.Sc. s e l a k u k e t u a L a b o r a t o r i u m Imunologi, J u r u s a n Penyakit H e w a n d a n K e s e h a t a n M a s y a r a k a t V e t e r i n e r , F K H - I P B d a n penasehat utama d a l a m program ini.

yang t e l a h m e m b e r i kesempatan untuk melanjutkan p e n d i d i k a n s e r t a m e m b e r i membimbing, mengarahkan, mendorong s e r t a m e m b e r i nasehat yang b e r h a r g a s e j a k a w a l p e n e l i t i a n s a m p a i p e n y e l e s a i a n p e n u l i s a n ini.

Demikian j u g a k e p a d a D r M.B.M. M a l o l e s e b a g a i anggota komisi p e n a s e h a t yang t e l a h ikut s e r t a membimbing, mengarahkan s e r t a m e m b e r i s a r a n d m k r i t i k d e m i k e b e r h a s i l a n p e n u l i s a n ini.

Ucapan t e r i m a k a s i h dan penghargaan j u g a p e n u l i s s a m p a i k a n k e p a d a anggota k o m i s i penasehat: Prof. D r H. S o e r a t n o P a r t o a t m o d j o , M. Sc.. D r H. Purnomo R o n o h a r d j o d a n P r o E D r H. a a t u t A s h a d i d a n b e l i a u yang t e r a k h i r ini j u g a b e r t i n d a k s e b a g a i k e t u a P r o g r a m S a i n s

V e t e r i n e r , yang t e l a h memberi nasehat, bantuan d a n pengarahan demi k e b e r h a s i l a n p e n y e l e s a i a n penulisan ini.

P e n u l i s rnengucapkan t e r i m a kasih k e p a d a ayah d a n b u n d a , kakak s e r t a a d i k t e r c i n t a yang t e l a h memberikan d o a d a n dorongan semangat s e l a m a ini.

T i d a k l u p a p e n u l i s rnengucapkan t e r i m a kasih k e p a d a teman-teman

,

mejawat D r h . P i e n Wibowomoekti, Dr. F a c h r i a n H . P a s a r i b u s e r t a D r h . T i t i e k S u n a r t a t i e , M S a t a s s e m u a bantuan b e r u p a apapun yang telah d i b e r i k a n k e p a d a p e n u l i s s e l a m a ini.

P e n u l i s menyampaikan j u g a ucapan t e r i m a kasih k e p a d a teknisi L a b o r a t o r i u m V i r o l o g i d a n Imunologi

,

Jurusan Penyakit H e w a n dan K e s e h a t a n M a s y a r a k a t Veteriner, FKH-IPB yang telah membantu p e k e r j a a n l a b o r a t o r i u m d a l a m p e n y e l e s a i a n p e n e l i t i a n ini.

DAFTAR IS1

RINGKASAN SUMMARY

RIWAYAT HIDUP KATA PENaANTAR DAFTAR IS1

DAFTAR TABEL

I. PENDAHULUAN

1 . 1 . Latar belakang penelitian 1 . 2 . Permasalahan

1 . 3 . Tujuan dan kegunaan penelitian 1.4. Hipotesis

11. TINJAUAN PUSTAKA 2 . 1 . Latar belakang

2.2. Virus penyebab penyakit Gumboro 2.3. Serotipe dan eubtipe virus Gumboro

2.4. Kelainan patologi akibat penyakit Gumboro 2 . 5 . Masa inkubasi dan tanda klinik penyakit

Oumboro 2.6. Imunoeupreei

2.7. Vaksin dan vaksinaei terhadap penyakit Oumboro

v xi x i i i xv xvi

111. BAHAN DAN METODE

3 . 1 . Waktu dan tempat penelitian

,

3.2. Penelitian di laboratorium

3.2.1. Isolasi dan identifikaei tipe isolat virus IBD asal lapang

Hewan percobaan Bahan kimia Peralatan Metode

3.2.2. Pembuatan dan pemurnian antigen 3.2.3. Titrasi virus p a d s biakan CEF

3.2.4. Pembuatan antigen terhadap virus IBD 3.2.5. Uji netralisasi

3.3. Penelitian eksperimental 3.3.1. Percobaan 1

3 . 3 . 2 . Percobaan 2 3.3.3. Percobaan 3

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil

4.1.1. Isolasi virus IBD asal lapang

4.1.2. Identifikasi virus IBD dan pemurnim antigen 4.1.3. Titrasi isolat virus IBD asal lapang

4.1.4. Pembuatan antiserum 4.1.5. Uji netralisasi

H a l a m a n :

4 . 1 . 6 . Percobaan 1 4.1.7. Percobaan 2 4 . 1 . 8 . Percobaan 3

4 . 2 . Pembahasan

4.2.1. Uji keterkaitan antigen 4.2.2. Uji imunisasi silang

4 . 2 . 3 . Uji netralieasi silang isolat virus IBD dan antieera vaksin

V. KESIMPULAN

DAN

SARAN 5 . 1 . Kesimpulan

5 . 2 . Saran

VI. DAFTAR PUSTAKA

Nmw:

1. Oenom virus IBD

2. N i l a i titer isolat virus asal lapang

3. N i l a i R antara antisera terhadap isolat virus IBD asal lapang

4

.

Hasil percobaan ayam yang mendapat imunisasi pasif dengan s e r a hiperimun (k-5,11,13 dan 1 9 ) yang ditantang dengan isolat virusnya.

5. Uji netralisasi silang virus IBD isolat lapang terhadap antisera vaksin

6. Pasangan isolat virus IBD aaal lapang yang memiliki kesamaan di atas 70%

7. Kelornpok isolat virus asat lapang memiliki kesamaan di atas 70%

8 . Daftar isolat virus IBD asal lapang yang mewakili setiap kelompok