KAJIAN MORFOPATOLOGI DAN IMMUNOLOGI PADA AYAM SPECIFIC PATHOGEN FREE (SPF) SETELAH DIVAKSINASI DENGAN VAKSIN GUMBORO AKTIF STRAIN INTERMEDIATE

Transkripsi

1 Buletin Pengujian Mutu Obat Hewan No. ll Thhun 2005 KAJIAN MORFOPATOLOGI DAN IMMUNOLOGI PADA AYAM SPECIFIC PATHOGEN FREE (SPF) SETELAH DIVAKSINASI DENGAN VAKSIN GUMBORO AKTIF STRAIN INTERMEDIATE Syahroni B.t), HandharyaniE.2), Soejoedono R. D.2), Jusa E. R.1) 1). Balai Besar Pengujian Mutu dan Sertifikasi Obat Hewan, Gunung Sindur, Bogor 2). Fakultas Kedokteran Hewan, Institut Pertanian Bogor, Bogor. ABSTRACT A study was conducted to determine the pathomorphology and immunology in specific pathogen free (SPF) chickens after vaccination with intermediate strain of infectious bursal disease (IBD) live vaccine. In this study, 60 SPF chickens, two weeks old, were allocated into two groups. A11 42 chickens in the first group were each vaccinated orally with 5X doses of intermediate strain of infectious bursal disease (IBD) live vaccine and 18 chickens in the second group were used as controi. All animals were observed every day for the occunence of clinical signs. One week after vaccination. six chickens from vaccinated group and three chickens from control group were weighed, bleed, and necropsied at weekly intervals. At necropsy, bursa of Fabricius, thymus and spieen were weighed and immersed in 107o formalin in phosphate buffered saline (PBS) for histopathological examination. Antibody titer against IBDV was measured by serum neutralization test (SNT). This study showed the value of bursa of Fabricius/body weight ratio index30.tinbothgroupsexceptinthevaccinatedchickensnecropsiedatfirstweekpostvaccination(0,57). Thevalueofbursalesionscorewas 1-2in all vaccinated chickens and 0 in control group. From first to seventh week post vaccination, all chickens showed times in SNT and control group = 8.0. The antibody titers were significantly increased after vaccination and decreased at the seventh week post vaccination, lower than the minimum requirement (800X). Key words : Infectious bursal disease (IBD), strain intermediate, specific pathogen free, bursa lesion score, serum netralization test. PENDAHULUAN Penyakit virus unggas menimbulkan banyak kerugian di Indonesia. Salah satu upaya yang dilakukan untuk penanggulangan penyakit adalah dengan melakukan program vaksinasi yang baik dan benar. Dari sekian banyak penyakit virus unggas, penyakit Gumboro atau infectious bursal disease (IBD) masih merupakan penyakit yang sangat sulit diberantas. Salah satu faktor penting yang menentukan suksesnya program vaksinasi adalah mutu vaksin itu sendiri. Beberapa tahun belakangan ini vaksin Gumboro aktif strain intermediate banyak digunakan di lapangan untuk mencegah penyakit Gumboro karena penggunaan vaksin Gumboro aktif strain mild dinilai kurang memberi hasil yang memuaskan. Penggunaan vaksin Gumboro aktif strain intermediate sekarang semakin meningkat di lapangan, terutama karena banyaknya impor vaksin Gumboro aktif strain intermediate. Di lapangan banyak dijumpai kegagalan vaksinasi (Partadireja et al., I99I), yang diduga disebabkan oleh adanya perbedaan struktur antigen antara beberapa galur virus IBD dalam serotipe yang sama (Mc. Ferran et al., 1980; Ismail dan Saif, 1991; Partadireja dan Soejoedono, 1997). Strain virus tersebut dikenali sebagai strain varian virus yang dapat meniadakan kekebalan ayam yang divaksinasi (Rosenberger dan Cloud, 1986; Lukert, 1992). Vaksin Gumboro aktif strain intermediate dapat menimbulkan kerusakan pada bursa F abric ius, timts dan limpa, tetapi kerusakan yang ditimbulkan tidak bersifat permanen, dimana organ organ ini akan kembali normal pada jangka waktu tertentu pasca vaksinasi. Vaksin dinyatakan memenuhi syarat uji keamanan bila nilai bursal lesion score (BLS) f 2,0 (Anonimous, 2002) dan index bursal body weight ratio (IBBWR) 3 0,7 (Palya et al. l99l; Anonimous, 2000). Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui perubahan histopatologi pada organ bursa Fabricius, limpa dan timus, setelah divaksinasi dengan vaksin Gumboro aktif strain intermediate. BAHAN DAN METODE Tempat dan Waktu Penelitian ini dilakukan di Balai BesarPengujian Mutu dan Sertifikasi Obat Hewan (BBPMSOH), Gunungsindur, Bogor dan Laboratorium Patologi tl

2 Buletin Pengujian Mutu Obat Hewan No. l1 Tahun 2005 Fakultas Kedokteran Hewan Institut Pertanian Bogor selama 6 bulan mulai bulan Pebruari 2004 sampai dengan bulan Juli Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah: kandang i s o lat or, spuit, cl e an b e nch, s c alp e l, gunting, pinset, inkubator 37" C, tabung reaksi, tabung plastik, plate 96 well (tipe datar), parafin drayer, parafin stracher, gelas objek, gelas penutup, microtome, auto technicon, mikroskop, kamera dan mikropipet untuk pengerjaan ELISA. Sedangkan bahan yang dipergunakan adalah : ayam SPF umur 2 minggu, vaksin IBD aktif strain intermediate (winterfild 2512) 1000 dosis 2 vial, phosphate buffer saline (PBS ), formalin I0 7a, alkohol, ethyl alkohol 30Va, 507o, J}Va, 80Vo, 957o dan alkohol absolut, parafin, hematoksilin Mayer, lithium carbonat, balsam Kanada, bursa Fabricius, limpa, timus, serum darah ayam, minimum essential medium (MEM), maintenanc e medium (MM), growth medium (GM) dan reagen -reagen ELISA. Metode Penelitian ini menggunakan 60 ekor ayam SPF umur 2 minggu. Ayam tersebut dibagi menjadi 2 kelompok, kelompok I sebanyak 42 ekor divaksinasi secara per oral dengan vaksin IBD strain intermediate sebanyak 5 x dosis/ekor, sedangkan kelompok II sebanyak 18 ekor sebagai kelompok kontrol tidak divaksinasi. Ayam diamati setiap hari terhadap gejala klinis yang timbul. Setelah satu minggu pasca vaksinasi diambil 6 ekor ayam kelompok vaksinasi dan 3 ekor ayam kelompok kontrol. Ayam ditimbang berat badannya dan diambil darahnya. Kemudian ayam dinekropsi dan diperiksa secara patologi anatomi terhadap perubahan yang terjadi pada organ bursa F abricius,timus dan limpa. Lalu ditimbang juga berat organnya dan disimpan dalam buffer normal formalin (BNF) l0 Vo selama2-3 hari. Pembuatan Preparat Histopatologi Organ barsa Fabricizs, timus dan limpa yang telah difiksasi dalam BNF 10 Vo didehidrasi secara bertahap pada alkohol dan xylol, kemudian dibuat blok paraffin dengan metode standar. Jaringan yang sudah dibuat blok paraffin dipotong dengan ketebalan 3-5 mm dan dilekatkan pada gelas obyek kemudian dilakukan pewarnaan den gan hematorylin- eb sin (I7E). Selanjutnya slide dipeiksa di bawah mikroskop untuk melihat perubahan histopatologi. Serum N eatralization Test (SNT) dan Enzym Linke d Immuno Sorbent Assay (ELISA) Darah yang diambil disimpan dulu di ruang37"c selama lebih kurang 2 jam, kemudian disimpan di ruang 4o C selama satu malam, keesokan harinya serum dipisahkan dan disentrifugasi dengan kecepatan rpm selama 5 menit. Serum yang didapat dititrasi antibodinya dengan SNT sesuai dengan prosedur yang dipergunakan oleh FOHI (Anonimous, 2004). Pembuatan Biakan Jaringan Chicken Embryo Fibroblast (CEF) Terlebih dahulu dilakukan pembuatan biakan jaringan dad telur embryo tertunas (TET) umur 8-10 hari yaitu chicken embryo fibroblast (CEF). Setelah monolayer CEF tumbuh diinokulasi dengan serum yang telah diencerkan dan dinetralisir dengan virus standar IBD. Diinkubasi menggunakan inkubator pada suhu 37"C mengandung 5 Vo CO' Selanjutnya dilakukan pengamatan setiap hari terhadap sel tersebut. Amati timbulnya cytophatic effict (CPE) pada sel dan dihitung titer antibodinya (Anonimous, 2000; Soejoedono, 1998). Serum yang sama juga dititrasi dengan metode ELISA indirek. Data yang diamati adalah berat badan, berat bursa, limpa dan timus, titer antibodi, indeks rasio bursa Fabricius, lesi patologi anatomi, dan histopatologi. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil studi ini menunjukkan bahwa pada minggu pertama pasca vaksinasi IBBWR mengalami penurunan hingga di bawah 0.7, namun akan segera naik hingga di atas 0,7. Berdasarkan data pada Grafik 1, angka indeks bwsa Fabricius di minggu pertama pasca vaksinasi adalah 0,57 berada di bawah standar 0,7 (Palya et al., I99l) lalu naik di atas stdndar pada minggu kedua 1,17 kemudian turun lagi pada minggu ketiga dan keempat sampai di bawah standar 0,68. Minggu kelima, keenam dan ketujuh angka indeks 12

3 Buletin Penguiian Mutu Obat Hewan No. 11 Tahun 2005 bursa relatif stabil di angka 0,85. Sedangkan nilai IBBWR ayam kelompok kontrol pada setiap interval pengamatan selalu berada di atas nilai kelompok vaksinasi. Hal ini menunjukkan bahwa kelompok ayam yang tidak mengalami vaksinasi tidak menunjukkan adanya kerusakan pada bursa Fabricius. Karena strain vaksin yang diaplikasikan cukup keras, sehingga satu minggu setelah vaksinasi menyebabkan btrsa Fabricius mengalami atrofi atau mengecil. Reaksi vaksin Gumboro aktif strain intermediate sering merusak organ limfoid primer seperti bursa Fabricius dan timus kemudian diikuti oleh limpa, ginjal dan ceca tonsil, diikuti oleh perdarahan pada otot dada dan paha (Craig, 1919). Jika dibandingkan dengan ayam kontrol angkaibbr kelompok vaksinasi di bawah 0,7. Hal ini mengindikasikan bahwa vaksin yang digunakan dalam penelitian ini masuk dalam kategori aman atau memenuhi persyaratan minimum pengujian. Hasil yang sama diperlihatkan pada Graflk 2, dimana tingkat kerusakan bursa Fabricius ayam kelompok vaksinasi (BLS) didapat = 2. Hal ini juga mengindikasikan vaksin yang sedang diuji aman karena memenuhi kriteria standar pengujian vaksin (Anonimous, 2002). Bursa Fabricius ayam tidak mengalami kerusakan parah seperti nekrosa folikel limfatik, edema jaringan intertisial, adanya vakuola/ cystic cavity dari korteks folikel, fibroblasia pada jaringan ikat interfolikuler dan bentuk plica bursa F abricius tidak teratur Pasca Vaksinasi (minggu) -- Konhol -* Vaksimsi Grafik 1. Perbandingan index bursa body weight ratio (IBBWR) antara kelompok ayam yang divaksinasi dengan vaksin Gumboro aktif strain intermediate dan ayam kontrol 345 Pasca Vaksinasi (Minggu) --.- Kontrol * Vaksinasi Grafik 2. Perbandingan Bursa Score Lesio antara kelompok ayam yang divaksinasi dengan vaksin Gumboro aktif sttain intermediate dan ayam kontrol Kegagalan vaksinasi Gumboro di lapangan banyak disebabkan oleh kerusakan bursa Fabricius, dimana virus vaksin strain intermediate banyak berperan (Partadiredja et al., l99l). Kerusakan bursa Fabricius dapat juga disebabkan oleh virus lapangan yang ganas, dimana vaksin yang dipakai tidak dapat melawan virus lapangan tersebut. Diduga karena adanya perbedaan struktur antigen antara beberapa strain virus Gumboro dalam serotipe yang sama (Mc.Ferran et al., 1980; Ismail dan Saif, I99l; Partadiredja dan Soejoedono, 1997). Pada penelitian ini didapatkan hasil bahwa nilai BLS ayam kelompok vaksinasi dan kontrol = 2,halini menunjukkan bahwa vaksin yang digunakan masuk dalam kategori aman. Grafik 3 dan 4, menunjukkan bahwa kelompok ayam yang divaksinasi dengan vaksin Gumboro aktif strain intermediate menghasilkan titer antibodi SNT dan ELISA yang cukup tinggi. Kelompok ayam kontrol dengan SNT menunjukkan titer antibodi 1: 8 dan dengan metode ELISA < 5 EU sepanjang interval pengamatan. Untuk SNT nilai protektif IBD (Anonimous, 2002) sedangkan dengan metode ELISA nilai positip IBD adalah > 5 EU (Affini Teech. ELISA Test Kit. 2004). Hal ini menunjukkan bahwa semua ayam kelompok kontrol tidak mempunyai antibodi protektif. Sedangkan pada ayam kelompok vaksinasi dengan SNT memperlihatkan titer > 1 : 800 mulai minggu perlama sampai dengan minggu ke tujuh post vaksinasi dan dengan metode ELISA semua ayam kelompok vaksinasi memperlihatkan nilai titer > 5 EU. 13

4 Buletin Penguiian Mutu Obat Hewan No. I I Tahun 2005 Angka titer antibodi meningkat secara teratur sampai minggu keempat pasca vaksinasi atau hari ke 28 dimana virus vaksin Gumboro mampu bertahan pada bursa dan mampu menstimulir produksi antibodi (Bayyari et al. 1996) dan menurun lagi secara teratur sampai minggu ketujuh pasca vaksinasi. Hasil penelitian ini mendukung penelitian yang dilaksanakan Kim et al. (1999) yang menyatakan bahwa recovery kemampuan memproduksi antibodi dan repopulasi dari folikelbursa Fabricius pada ayam SPF umur satu minggu yang divaksinasi dengan vaksin Gumboro aktif strain intermediate akan terlihat pada minggu ketujuh pasca vaksinasi. Kondisi ini menggambarkan bahwa organ limfoid primer sebagai kelenjar pertahanan tubuh ayam seperti bursa Fabricius,limpa dan timus cukup stabil memproduksi antibodi setelah 7 minggu pasca vaksinasi Pasca Vaksinasi (1t4inggu) - Kontrol + Vaksinasi Grafik 3. Perbandingan Titer Antibodi antara Vaksinasi dan Kontrol dengan SNT t0 5 0 * Kontrol * Vaksinasi Kelompok Grafik 4. Perbandingan Titer Antibodi antara Kelompok Vaksinasi dan Kontrol dengan Metode ELISA. walaupun divaksinasi dengan 5 x dosis yang direkomendasikan oleh produsen ternyata nilai BLS dan IBBWR masih berada dibawah persyaratan minimum (Grafik I dan 2). Titrasi antibodi secara serologis baik dengan SNT maupun ELISA tidak berbeda, grafik titer menunjukkan kenaikan dan penurunan yang sama. Hasil titer antibodi dengan SNT secara keseluruhan mulai dari minggu pertama sampai minggu ketujuh berada di atas persyaratan minimum 1 : 800 (Anonimous, 2000). Sedangkan dengan metode ELISA juga menghasilkan titer antibodi Gumboro yang positip kuat (Moderately positive for antibodies to IBD), titer berada pada range 15 EU - 75 EU (Affini Teech. ELISA Test Kit, 2004). Data berat organ limfoid primer yang lain yaitu timus dan limpa ditampilkan pada Grafik 5 dan 6 menunjukkan berat rata-rata timus dan limpa ayam kelompok vaksinasi lebih rendah pada setiap interval mingguan dibandingkan dengan ayam kelompok kontrol Diduga ayam kelompok vaksinasi mengalami tekanan berat karena pengaruh virus Gumboro dari vaksin. Reaksi virus vaksin tersebut mempengaruhi kedua organ limfoid (Craig et al., 197 9). Menurut hasil penelitian Tanimura et al (1998) terjadi insitu apoptosis bursa Fabricizs dan timus pada ayam SPF yang diinokulasi dengan virus IBD strain yang virulen. Hasil histopatologi menunjukkan adanya peningkatan endogenous apoptosis pada limfosit bursa Fabricius dan peningkatan apoptosis sel pada limfosit cortical timus, hal ini bermakna dan berpengaruh negatif terhadap kinerja bursa tersebut. Hasil penelitian ini menunjukkan adanya penunrnan kwalitas sel-sel bwsa Fabricius karena pengaruh dari vaksinasi menggunakan vaksin Gumboro aktif strain intermediate, akan tetapi tidak sampai menurunkan titer antibodi yang diproduksi, hal ini ditunjukkan dari hasil titer antibodi dengan SNT dan ELISA yang paralel meningkat mulai dari minggu pertama sampai minggu ketiga dan keempat ialu cenderung menurun pada minggu kelima sampai minggu ketujuh (Grafik 6). Menurut hasil penelitian Eddy et al. (1985) persembuhan dari bursa Fabricius,limpa dan usus pada ayam umur 36 hari yang diinokulasi isolat lapang virus Gumboro terjadi pada minggu ketujuh dan kedelapan, tetapi timus mengalami persembuhan pada minggu kedelapan. Pada penelitian ini, vaksinasi Gumboro diduga menyebabkan penurunan berat timus dan limpa kelompok ayam vaksinasi disebabkan karena kedua organ limfoid bekerja keras dalam memproduksi antibodi dan pengaruh dari supresor sel 14

5 Buletin Pengujian Mutu Obat Hewan No. 1l Tahun 2005 T yang ada didalam kedua organ. (Soedijar, 1989). Untuk itu dimungkinkan adanya penelitian lebih lanjut tentang pengaruh vaksin Gumboro aktif strain intermediate terhadap organ timus dan limpa. 345 Pas c a Vaksinasi (Minggu) --r- Vaksinasi --r- Konfol Grafik 5. Perbandingan berat (gram) timus kelompok vaksinasi dan kontrol 1,6 r,4 1,2 I 0,8 0,6 0,4 0, Pasc a Vaksinasi QAinggu) -r- Vaksinasi --r- Kontrol antara Grafik 6. Perbandingan berat (gram) limpa antara kelompok vaksinasi dan kontrol DAFTAR PUSTAKA Anonimous Pedoman Pengendalian Penyakit Hewan Menular. Direktorat Kesehatan Hewan. Direktorat Jenderal Peternakan. Departemen Perlanian. Anonimous. I99I. Pedoman Pengkajian Penyakit Gumboro. Balai Pengujian Mutu dan Sertifikasi Obat Hewan / BPMSOH. Anonimous Balai Pengujian Mutu dan Sertifikasi Obat Hewan. Petunjuk Teknis Pengujian Vaksin Viral. Anonimous Farmakope Obat Hewan Indonesia. Direktorat Kesehatan Hewan. Direktorat Jenderal Bina Produksi Peternakan. Departemen Pertanian Bayyari G. R., Story J. D., Beasley J. N. and Skeeles J. K Pathogenicity Studies of an Arkansas Variant Infectious Bursal Disease Virus. Avian Diseasess;40: Craig D. W., Brown J. and Lukert P.D. 19'79. Effect of Standard and Variant Strains of Infectious Bursal Disease Virus on Infections of Chickens. Am J of Res 51: Il92 - ll97 Eddy R. K., Chettle N. J. and Wyeth P. J Antibody Responses and Virus Reisolation in Turkeys Experimentally Infected with an Infectious Bursal Disease Isolate. Vet RecApril: Ismail N. M. and Saif Y. M Immunogenicity of Infectious Bursal Disease Viruses in Chickens. Avian Diseases 35: Kumar K.o Singh K. C. P. and Prasad C. B Immune Respons to Intermediate Strain IBD Vaccine at Different Levels of Maternal Antibodi in Broiler Chickens. Trop Anim Health and Prod 32: Kim I. J., Gagic M. and Sharma J. M Recovery of Antibodi - Producing Ability and Lymphocyte Repopulation of Bursal Follicles in Chickens Exposed to Infectious Bursal Disease Virus. Avian Diseasess 43 : 401-4I3. Lukert P.D Didalam Soejoedono RD Pathogenic and Antigenic Characteristic of Variant Infectious Bursal Disease Virus. Personal Communication 15

6 Buletin Pengujian Mutu Obat Hewan No' 91 Mazariegos L. A., Lukert P. D. and Brown J' Pathogenicity and Immunosupresive Properties of Infectious Bursal Disease " Intermediate Strain ". Avian Diseases 34:203' 208. McFerran JB et at' Isolation and Serological Studies of IBDV in Fowl' Turkeys and Ducks' Avian PathologY 9: PaylaV Manual for the Production of Mareks Disease, Gumboro Disease' and Inactivated Newcastle Disease Vaccine. FAO Annual Production & Health PaPers. Partadiredja M., Soejoedono R. D., Nurhadayani A. dan Leksmono C. S Mempelajari Cara Pembuatan Vaksin Gumboro Inaktif ' Seminar Penelitian Dirlitbanmas. Ditjen Dikti' Depdikbud. Sawangan. Bogor' Partadiredja M. and Soejoedono R. D' 1 997' Cross Protection Study of Chickens Vaccinated with an Imported IBD Vaccine Challenged with 3 Pathogenic IBDV Isolates in Indonesia. Hemera Zoa 79: Rosenberger J.K. and Cloud S. S Antigenic and Cross Protection Studies of Infectious Bursal Diseae Virus Variants. NECAD - 86' Univ' Delware. Newark. America. Soedijar I. L Response of Japanese Quail to Various Vaccines. Animal Hygiene Department' Agriculture Faculty' Tohoku University' Japan' Soejoedono R. D Native Virus Challenge Test Againts Vaccinated Chicken With Commercial Active and Inactive IBD Vaccine' MediaVeteriner 5 : Tanimura N. and Sharma J. M In-situ Apoptosis in Chickens Infected with Infectious Bursal Disease Virus. J of Comparative Pathology ll8 : I6