Identifikasi Mutasi Gen rpoB, katG dan embB Penyebab Multidrug Resistance Tuberkulosis Di Rumah Sakit Umum Pusat (RSUP) Haji Adam Malik

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Tuberkulosis (TB) adalah penyakit infeksi yang disebabkan oleh
Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis) dan merupakan masalah kesehatan
utama di dunia dan menempati urutan kedua penyakit infeksi tertinggi yang
menimbulkan kematian di seluruh dunia sesudah Human Immunodeficiency Virus
(HIV). Kasus baru TB di dunia pada tahun 2014 dilaporkan sekitar 6 juta dan 1,3
juta kematian yang disebabkan oleh TB (WHO, 2015) dan kurang dari dua pertiga
(63%) dari 9,6 juta orang diperkirakan telah terjangkit tuberkulosis dan ini berarti
bahwa di seluruh dunia 37% dari kasus baru tidak terdiagnosis atau tidak
dilaporkan sehingga kualitas perawatan bagi pasien pada kategori ini tidak
diketahui.
Pengobatan

TB

tidak

terlepas


dari

masalah

multidrug-resistant

tuberculosis (MDR-TB) yaitu suatu keadaan ketika pasien tuberkulosis tidak
dapat diobati dengan regimen Obat Anti Tuberkulosis (OAT) lini pertama karena
sudah terjadi resistensi terhadap rifampisin dan isoniazid tanpa atau dengan
disertai resistensi terhadap OAT lainnya. Secara global dari 6,3 juta pasien
tuberkulosis sebanyak 5% pasien (+300000 kasus) telah terdeteksi mengalami
MDR-TB. Data menunjukkan dari 480000 pasien dengan MDR-TB menyebabkan
190000 kematian (WHO,2015).
Berdasarkan Global Report MDR-TB tahun 2010, Indonesia adalah negara
dengan beban MDR-TB nomor 8 di dunia dengan perkiraan kasus baru MDR-TB

1
Universitas Sumatera Utara


sebanyak 8900 orang per tahun (Kemenkes, 2011). Sedangkan menurut data
WHO pada tahun 2013 mengenai 30 negara dengan beban MDR-TB tertinggi di
dunia menempatkan Indonesia sebagai negara ke-9 tertinggi untuk kasus MDRTB (WHO, 2013a).
Kasus resistensi merupakan kasus yang sejak lama menjadi tantangan
dalam program penanggulangan TB dan pencegahan peningkatan kasus TB
resisten obat menjadi prioritas utama. Hasil survei di Propinsi Jawa Tengah pada
tahun 2010 MDR-TB ditemukan 2% kasus baru dan 9,7% dari kasus pengobatan
ulang (Ditjen PP dan PL, 2013). Di Medan berdasarkan data dari poli MDR-TB
Rumah Sakit Umum Pusat (RSUP) Haji Adam Medan, pada tahun 2015 terdapat
144 penderita yang terdiagnosa MDR TB berdasarkan hasil uji kepekaan obat.
Berdasarkan penelitian Sihombing pada tahun 2011, telah terjadi resistensi primer
di RSUP Haji Adam Malik Medan yaitu monoresistensi primer sebesar 21,18%;
poliresistensi primer sebesar 15,29%; dan MDR-TB primer sebesar 4,7%.
Penyebaran MDR-TB telah meningkat akibat lemahnya program
pengendalian TB, kurangnya sumber dana dan isolasi yang tidak adekuat,
tindakan penggunaan ventilasi dan keterlambatan dalam menegakkan diagnosis
MDR-TB. Kontak penularan M. tuberculosis yang telah mengalami resistensi obat
akan menciptakan kasus baru penderita TB yang resistensi primer, sehingga pada
akhirnya akan mengarah pada MDR-TB.
Menurut Ioannidis (2011), monoresisten rifampisin jarang terjadi, tetapi

>90%

kejadian

resisten

rifampisin

dari

sputum

yang

diisolasi

juga

memperlihatkan resistensi terhadap isoniazid. Oleh karena itu, deteksi resisten


2
Universitas Sumatera Utara

rifampisin dapat juga digunakan sebagai marker atau penanda MDR M.
tuberculosis (Banada, 2010).
Penelitian yang dilakukan Sirait di Rumah Sakit Dr. Hasan Sadikin
Bandung, dari Agustus 2012 sampai Januari 2013 menunjukkan bahwa 97,5%
sampel yang resisten rifampisin juga resisten terhadap isoniazid. Sedangkan
penelitian yang dilakukan oleh Susanty (2015) di RSUP Haji Adam Malik Medan
menunjukkan bahwa 87,5% sampel yang resisten rifampisin juga resisten terhadap
isoniazid.
Resistensi mikroba terhadap antibiotik merupakan karakteristik bawaan
(innate) M. tuberculosis. Hal ini berhubungan dengan mutasi genetik yang terjadi
secara alamiah pada sebagian besar populasi M. tuberculosis wild type yaitu
antibiotik belum pernah digunakan dan tidak menimbulkan gejala klinis. Uji
laboratorium untuk diagnosis TB dan uji kepekaan obat untuk mendeteksi
resistensi obat lini pertama dan lini kedua dapat dilakukan secara konvensional
dan diagnostik, tetapi metode tersebut tidak mampu mendeteksi penyebab
resistensi (Enarson dan Harries, 2013).
Menurut Rattan dalam MDR-TB Molecular Perspectives (1998), analisis

genetik dan molekul resistensi obat pada MDR-TB menunjukkan bahwa resistensi
biasanya diperoleh dari basil dengan perubahan target obat melalui mutasi atau
melalui kelebihan titrasi obat pada target. MDR-TB terutama terjadi akibat
akumulasi mutasi gen individu target obat rifampicin (RIF) dilaporkan terjadi
pada gen rpoB yang menghasilkan B-subunit RNA polimerase (>95% dari strain
resisten) sedangkan mutasi gen individu target dari isoniazid (INH) dilaporkan
terjadi pada gen katG yang menghasilkan enzim katalase-peroksidase (60-70%

3
Universitas Sumatera Utara

strain resisten) dan pada gen oxyR-ahpC yang menghasilkan Alky hydro-reductase
(20% strain resisten). Resistensi terhadap Etambutol disebabkan oleh mutasi dari
embCAB operon (embC, embA dan embB) yang mengkode terkait membranetransferase arabinosyl yang terlibat dalam sintesis dinding sel arabinogalactan.
Sekitar 50%-70% isolat M. tuberculosis resistensi etambutol membawa mutasi
pada gen embB, terutama pada kodon 306 (embB 306), 406(embB 406), dan 497
(embB 497).
Sebuah penelitian di Vietnam (Nghiem, 2011) menemukan mutasi pada
rpoB dan gen katG sesuai dengan yang dilaporkan untuk strain dari bagian lain
dunia, terutama mutasi umum yang mencerminkan pola global. rpoB kodon 531,

526, dan 516 adalah kodon yang paling sering bermutasi di seluruh dunia
meskipun frekuensi variasi mutasi pada kodon ini untuk strain M. tuberculosis
relatif berdasarkan lokasi geografis yang berbeda. Di Vietnam mutasi gen
dominan berada pada kodon 531 (37,8%) sedangkan hasil penelitian mutasi gen
rpoB di beberapa negara lain untuk isolat MDR-TB dari Polandia (41%), Jerman
(75,7%), Turki (47,6%), dan Beijing, China (59,2%).
Posisi rpoB yang paling sering bermutasi telah dilaporkan dalam sebuah
penelitian di Chongqing, China (Yao, 2010) yaitu berada pada kodon 531 sesuai
dengan penelitian di Jepang dan Korea. Penelitian yang dilakukan di Indonesia
diperoleh mutasi gen rpoB terjadi pada kodon 418 dan 510 dari seorang pasien di
RS. Sanglah Denpasar (Made Wijaya, 2014) dan seorang pasien MDR-TB di
Papua mengalami mutasi gen rpoB pada kodon 513 dan gen katG pada kodon 315
yang menjadi penyebab resistensi terhadap isoniazid tetapi tidak mengalami
mutasi pada kodon rpoB526 dan 531. (Ubyaan, 2012).

4
Universitas Sumatera Utara

Pada strain resisten INH yang ditemukan dari katG baik sisipan atau delesi
(lengkap atau sebagian) merupakan bukti kejadian langka adanya mutasi pada

strain klinis, mutasi paling dominan adalah pada fragmen 684-bp katG diamati di
kodon 315, menunjukkan tiga jenis mutasi pada 63 strain (76,83%) dan sebanyak
60 strain tersebut (73,17%) mengalami mutasi dari AGC (Ser) ke ACC (THR).
Hasil tersebut dapat dibandingkan dengan mutasi pada strain Polandia (70%),
strain dibarat laut Rusia (93,6%), strain di Latvia (91%), dan strain di Lithuania
(85,7%). Namun, mutasi pada kodon 309 dalam empat strain dan pada kodon 327
dalam empat strain belum pernah dilaporkan sebelumnya. Hasil penelitian
tersebut menjadi petunjuk mutasi terjadi pada tingkat yang berbeda pada kodon
315, dan mutasi baru lainnya mungkin menggambarkan status geografis dan
epidemiologi di Vietnam (Nghiem, 2011).
Lebih dari 80% dari isolat resisten INH setidaknya mengalami salah satu
dari 2 mutasi umum yaitu AGC → ACC pada kodon 315 pada katG. Dari Total 50
isolat resisten INH, 41 mengalami mutasi katG315 dan 9 lainnya mengalami
mutasi InhA (Yao, 2010).
Mengingat bahwa penderita MDR-TB semakin meningkat jumlahnya di
Sumatera Utara dan Indonesia merupakan salah satu negara dengan beban MDRTB tinggi, maka perlu dilakukan penelitian untuk mendeteksi mutasi pada gen
Mycobacterium tuberculosis penyebab resistensi terhadap Rifampicin, Isoniazid,
dan etambutol pada pasien MDR-TB di RSUP Haji Adam Malik Medan.

5

Universitas Sumatera Utara

1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang dipaparkan maka rumusan masalah
penelitian ini adalah sebagai berikut:
a. bagaimana deteksi mutasi pada gen Mycobacterium tuberculosis penyebab
resistensi terhadap Rifampicin, isoniazid, dan etambutol pada pasien MDR-TB
di RSUP Haji Adam Malik Medan dengan metode Polymerase Chain
Reaction?
b. kodon berapa yang bermutasi pada gen rpoB, gen katG dan gen embB pada
pasien MDR-TB di RSUP Haji Adam Malik Medan?
c. mengetahui kesesuaian pola mutasi gen dengan mutasi gen resisten MDR-TB
pada negara-negara lain?
1.3 Hipotesis
Berdasarkan rumusan masalah penelitian di atas maka hipotesis penelitian
ini adalah sebagai berikut:
a. mutasi gen Mycobacterium tuberculosis penyebab resistensi terhadap
Rifampicin, isoniazid, dan etambutol pada pasien MDR-TB di RSUP Haji
Adam Malik Medan dapat dideteksi dengan memeriksa isolat sputum
menggunakan metode molekuler Polymerase Chain Reaction.

b. kodon yang bermutasi pada gen rpoB dominan adalah pada kodon 531, 526,
dan 516, sedangkan kodon yang bermutasi pada gen katG adalah kodon 315.
Kodon yang bermutasi pada gen embB adalah pada kodon 306.
c. kodon yang bermutasi pada isolat klinis pasien MDR-TB pada RSUP Haji
Adam Malik Medan sesuai dengan yang dilaporkan untuk strain dari bagian
lain dunia, terutama mutasi umum yang mencerminkan pola global.

6
Universitas Sumatera Utara

1.4 Tujuan Penelitian
Berdasarkan hipotesis penelitian di atas, maka tujuan penelitian ini adalah
sebagai berikut:
a. mengetahui mutasi pada gen Mycobacterium tuberculosis penyebab resistensi
terhadap rifampicin, isoniazid, dan etambutol pada pasien MDR-TB di RSUP
Haji Adam Malik Medan melaui pengambilan isolat klinik (sputum) dari
pasien, kemudian dideteksi menggunakan Polymerase Chain Reaction.
b. menentukan kodon berapa yang bermutasi pada gen rpoB ,gen katG, dan gen
embB pada pasien MDR-TB di RSUP Haji Adam Malik Medan.
c. menentukan kesesuaian pola mutasi umum gen yang terjadi pada pasien MDRTB di RSUP Haji Adam Malik Medan dengan pola mutasi global.

1.5 Manfaat Penelitian
Beberapa manfaat penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi mengenai
distribusi frekuensi MDR-TB berdasarkan karakteristik penderita yang
didiagnosis MDR-TB di RSUP Haji Adam Malik Medan diantaranya usia,
jenis kelamin, pendidikan, status perkawinan, tempat berobat TB sebelumnya
dan kriteria suspek MDR-TB.
b. hasil penelitian ini diharapkan juga dapat memberikan informasi mengenai
proses deteksi mutasi pada gen Mycobacterium tuberculosis penyebab
resistensi terhadap Rifampicin, Isoniazid, dan etambutol pada pasien MDR-TB
di RSUP Haji Adam Malik Medan melaui pengambilan isolat klinik (sputum)
pasien, kemudian diperiksa menggunakan Polymerase Chain Reaction.

7
Universitas Sumatera Utara

c. hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi sebagai dasar
pemilihan terapi pasien MDR-TB RSUP Haji Adam Malik Medan dan menjadi
bahan pertimbangan bagi RSUP Haji Adam Malik Medan sebagai bahan
rujukan pelayanan kesehatan.

1.6 Kerangka Pikir Penelitian
Berdasarkan rumusan masalah dan hipotesis penelitian di atas, ada dua
variabel penelitian yaitu variabel bebas dan variabel terikat. Variabel bebas dalam
penelitian ini adalah mutasi gen Mycobacterium tuberculosis penyebab resistensi
terhadap Rifampicin, Isoniazid, dan etambutol pada pasien MDR-TB. Akibat yang
timbul karena mutasi pada gen Mycobacterium tuberculosis disebut variabel
terikat (Gambar 1.1).
Variabel Bebas

Variabel Terikat

Mutasi pada gen
rpoB, gen katG, dan
gen embB pada
bakteri M.
tuberculosis

Multidrug
Resistance
Tuberculosis pada
gen rpoB, gen katG,
dan gen embB

Parameter
Perubahan pasangan
basa DNA ditandai
dengan perbedaan
letak pita (basepair)
DNA sampel dengan
M.tuberculosis
H37Rv

Gambar 1.1 Kerangka Pikir Penelitian

8
Universitas Sumatera Utara