HUBUNGAN POLIMORFISME GEN HLA DQB1*0503 DENGAN KERENTANAN DAN KADAR INTERFERON GAMMA PENDERITA MULTIDRUG RESISTANT TUBERCULOSIS T E S I S Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Magister Kesehatan Program Studi Magister Kedokteran Keluarga Minat Utama Biomedik Oleh Dwi Marhendra Karya Dewanta S500809131 PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 i
HUBUNGAN POLIMORFISME GEN HLA DQB1*0503 DENGAN KERENTANAN DAN KADAR INTERFERON GAMMA PENDERITA MULTIDRUG RESISTANT TUBERCULOSIS T E S I S Disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai Derajat Magister Kesehatan Program Studi Magister Kedokteran Keluarga Minat Utama Biomedik Oleh Dwi Marhendra Karya Dewanta S500809131 PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 commit ii to user
iii
LEMBAR PENGESAHAN HUBUNGAN POLIMORFISME GEN HLA DQB1*0503 DENGAN KERENTANAN DAN KADAR INTERDERON GAMMA PENDERITA MULTIDRUG RESISTANT TUBERCULOSIS TESIS Oleh Dwi Marhendra Karya Dewanta S 500809131 Tim Penguji: Jabatan Nama Tanda tangan Tanggal Ketua Dr. Hari Wujoso, dr., Sp.F., MM NIP. 19621022 1995031001 Anggota Penguji 1. Afiono Agung Prasetyo, dr. Ph.D NIP. 19770907 200212 1 002 2. Prof. Dr. Suradi, dr. Sp P(K),MARS NIP. 194705211976091001 3. Dr. Reviono, dr., Sp.P (K) NIP. 196510302003121001 Telah dipertahankan di depan penguji dan dinyatakan telah memenuhi syarat pada tanggal 16 Desember 2014 Direktur Program Pascasarjana UNS Ketua Program Studi Magister Kedokteran Keluarga Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, MS NIP. 196107171986011001 Dr. Hari Wujoso, dr., Sp.F., MM NIP. 19621022 1995031001 iv
PERNYATAAN ORISINALITAS DAN PUBLIKASI ISI TESIS Saya menyatakan dengan sebenarnya bahwa : Tesis yang berjudul HUBUNGAN POLIMORFISME GEN HLA DQB1*0503 DENGAN KERENTANAN DAN KADAR INTERFERON GAMMA PENDERITA MULTIDRUG RESISTANT TUBERCULOSIS ini adalah karya saya sendiri dan bebas plagiat, serta tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali secara tertulis digunakan sebagai acuan dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber acuan serta daftar pustaka. Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundang-undangan (Permendiknas No 17, tahun 2010). 1. Publikasi sebagian atau keseluruhan isi tesis pada jurnal atau forum ilmiah lain harus seijin dan menyertakan tim pembimbing sebagai author dan PPs UNS sebagai institusinya. Apabila dalam waktu sekurang-kurangnya satu semester sejak pengesahan tesis saya tidak melakukan publikasi dari sebagian atau keseluruhan tesis ini, maka Prodi Magister Kedokteran Keluarga UNS berhak mempublikasikannya pada jurnal ilmiah yang diterbitkan oleh Prodi Magister Kedokteran Keluarga PPs- UNS. Apabila saya melakukan pelanggaran dari ketentuan publikasi ini, maka saya bersedia mendapatkan sanksi akademik yang berlaku. Surakarta, Desember 2014 Mahasiswa Dwi Marhendra Karya Dewanta S500809131 v
KATA PENGANTAR Penulis memanjatkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala anugerah-nya sehingga tesis ini dapat terselesaikan sebagai bagian persyaratan akhir pendidikan spesialis di bagian Pulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa keberhasilan dalam menyelesaikan pendidikan dan tesis ini berkat anugerah Tuhan Yang Maha Esa dan kerja sama berbagai pihak. Bimbingan, pengarahan dan bantuan dari para guru, keluarga, teman sejawat residen paru, karyawan medis dan non medis, serta para pasien selama penulis menjalani pendidikan sangat berperan dalam keberhasilan menyelesaikan pendidikan dan tesis ini. Penghargaan setinggi-tingginya dan ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada: 1. Prof. Dr. Ravik Karsidi, Drs. MS, selaku rektor Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Prof. Dr. Ir. Ahmad Yunus, MS, selaku Direktur Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Prof. Dr. Suradi, dr., Sp.P(K), MARS Ketua Program StudiPulmonologi dan Ilmu Kedokteran Respirasi FakultasKedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta dan sebagai pembimbing I penelitian ini yang telah memberikan petunjuk, bimbingan, saran, dan kritik yang membangun. Terima kasih atas ilmudan pengetahuan yang telah beliau berikan kepada penulis dalam menjalani pendidikan dan menyelesaikan penelitian ini. 4. Dr. Hari Wujoso, dr. SpF,MM, selaku Ketua Program Studi Magister Kedokteran Keluarga Universitas Sebelas Maret Surakarta serta penguji tesis. 5. Afiono Agung Prasetyo, dr.,ph.d selaku penguji tesis. 6. Basoeki Soetardjo, drg., MMR, selaku direktur Rumah Sakit Umum Daerah Dr. Moewardi Surakarta. 7. Dr. Eddy Surjanto, dr., Sp.P(K) Kepala Bagian Pulmonologi RSUD Dr. Moewardi Surakarta yang telah memberikan petunjuk, bimbingan, saran, dan kritik yang membangun. Terima kasih atas fasilitas dan kemudahan yang commit telah to beliau user berikan kepada penulis dalam vi
menjalani pendidikan. Kesabaran dan perhatian beliau dalam mendidik memberikan kesan yang dalam buat penulis. 8. Dr. Reviono, dr., Sp.P(K) Pembantu Dekan II Fakultas Kedokteran Universitas Sebelas Maret Surakarta yang senantiasa membimbing penelitian ini walaupun dalam keadaan sibuk. Terima kasih penulis ucapkan atas segala bimbingan, ilmu, dan petunjuk yang telah diberikan selama menjalani pendidikan dan menyelesaikan penelitian ini. 9. Seluruh staf pengajar SMF pulmonologi dan kedokteran respirasi atas bimbingan dan dukungan dalam penulisan tesis. 10. Kepada ayah dan ibu tercinta (Sragen dan Kayen) terima kasih atas, doa, dukungan, bantuan dan pengorbanannya selama penulis menjalani pendidikan. 11. Kepada istriku dan anak-anak tersayang, pengertian dan keikhlasan dalam mendampingiku selama ini, I Love U more than I can say. 12. Kepada rekan-rekan PPDS paru atas segala persahabatan dalam dinamika pendidikan baik suka maupun duka. 13. Kepada karyawan SMF paru (mas Waluyo, mbak Yamti, mbak Anita dan mas Arif), juga kepada mas Harnoko atas bantuan dan kerjasamanya selama ini. 14. Kepada semua pihak yang tidak bisa kami sebutkan satu persatu yang telah membantu proses penelitian ini. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tesis ini masih banyak terdapat kekurangan, untuk itu penulis mohon maaf dan sangat mengharapkan saran serta kritik dalam rangka perbaikan penulisan tesis ini. Semoga dengan rahmat dan anugerah yang diberikan oleh Tuhan Yang Maha Esa atas ilmu dan pengalaman yang penulis miliki dapat bermanfaat bagi sesama. Surakarta, Desember 2014 Penulis vii
Dwi Marhendra Karya Dewanta. 2014. Hubungan polimorfisme gen HLA DQB1*0503 dengan kerentanan dan kadar interferon gamma multidrug resistant tuberculosis. Tesis. Supervisor I. Dr. Reviono, dr. SpP (K): Supervisor II: Prof. Dr. Suradi, dr., Sp.P(K),MARS. Program Studi Magister Kedokteran Keluarga, Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta. ABSTRAK HUBUNGAN POLIMORFISME GEN HLA DQB1*0503 DENGAN KERENTANAN DAN KADAR INTERFERON GAMMA MULTIDRUG RESISTANT TUBERCULOSIS Dwi Marhendra Karya Dewanta Tuberkulosis adalah penyakit kompleks dipengaruhi interaksi lingkungan, kuman dan faktor genetik host. Multidrug resistant tuberculosis (TB MDR) disebabkan kuman resisten terhadap isoniazid dan rifampisin. Polimorfisme gen HLA DQB1*0503 terbukti berhubungan dengan kerentanan tuberkulosis dibeberapa wilayah. Pengaruh genetik host terhadap kerentanan TB MDR belum banyak diteliti. Rancangan penelitian cross sectional, melibatkan 99 subyek terdiri dari 36 TB MDR, 29 bekas tuberkulosis dan 34 kontrol sehat. Tujuan penelitian untuk mengetahui hubungan polimorfisme gen HLA DQB1*0503 dengan kerentanan TB MDR. Pemerikaan polimorfisme gen HLADQB1*0503 menggunakan metode PCR SSP, kadar interferon gamma dengan metode ELISA. Hasil penelitian tidak ada hubungan polimorfisme gen HLA DQB1*0503 bekas tuberkulosis dengan kontrol sehat (p= 0,108), ada hubungan polimorfisme gen HLA DQB1*0503 TB MDR dengan bekas tuberkulosis (p=0,006) OR (4,8, CI: 1,49-15,37). Tidak ada hubungan polimorfime HLA DQB1*0503 dengan kadar interferon gamma TB MDR. Kesimpulan penelitian ada hubungan polimorfisme gen HLA DQB1*0503 dengan kerentanan TB MDR. Kata kunci : Kerentanan TB MDR, polimorfisme gen HLA DQB1*0503, kadar interferon gamma viii
Dwi Marhendra Karya Dewanta. 2014. Association of HLA DQB1*0503 gene polymorphism with susceptibility and interferon gamma level of multidrug resistant tuberculosis. Thesis. 1 st supervisor. Dr. Reviono, dr. SpP(K): 2 nd supervisor. Prof. Dr. Suradi, dr., SpP(K) MARS. Master Programe in Family Medicine, Post Graduate Programe, Sebelas Maret University Surakarta. ABSTRACT ASSOCIATION OF HLA DQB1*0503 GENE POLYMORPHISM WITH SUSCEPTIBILITY AND INTERFERON GAMMA LEVEL OF MULTIDRUG RESISTANT TUBERCULOSIS Dwi Marhendra Karya Dewanta Tuberculosis is a multifactorial disease influenced by environment exposure, patogen, and host genetic factor. Multidrug resistant tuberculosis (MDR TB) is part of tuberculosis which is resistant to rifampicin and isoniazid. HLA DQB1*0503 gene polymorphism was related to tuberculosis susceptibility in several populations. Genetic susceptibility of the host to MDR TB is not fully understood. We performed a cross sectional study to examine a possible association of HLA DQB1*0503 gene polymorphism with MDR TB susceptibility. 99 participants were enroled, 36 MDR TB, 29 post treatment tuberculosis and 34 healthy controls. Genetic polymorphisms of HLA DQB1*0503 gene was analysed using PCR SSP, interferon gamma level was analysed using ELISA method. There was no significant difference in the HLA DQB1*0503 gene polymorphism between post treatment tuberculosis patients and healthy controls (p=0,108), significant difference was observed in the HLA DQB1*0503 gene polimorphism between MDR TB and post treatment tuberculosis (p=0,006 OR: 4,8 95% CI: 1,49-15,37). HLA DQB1*0503 gene polymorphism was not associated with interferon gamma level. Conclusions, there was association between HLA DQB1*0503 gene polymorphism with MDR TB susceptibility. Keyword : MDR TB susceptibility, HLA DQB1*0503 gene polymorphism, interferon gamma level. ix
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i LEMBAR PENGESAHAN... iii PERNYATAAN KEASLIAN TESIS DAN PUBLIKASI... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR SINGKATAN... xiv DAFTAR LAMPIRAN... xvi BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang... 1 B. Rumusan Masalah... 3 C. Tujuan Penelitian... 3 D. Manfaat Penelitian... 3 BAB II. TINJAUAN PUSTAKA A. Tuberkulosis... 6 1. Definisi... 6 2. Karakteristik Mycobacterium tuberculosis... 6 3. Penularan... 8 4. Faktor risiko... 8 5. Patogenesis... 9 6. Respons imun... 9 a. Respons imun alamiah... 10 b. Respons imun didapat... 11 7. Sakit tuberkulosis... 12 a. Manifestasi klinis... 12 b. Gambaran radiologis... 12 c. Pemeriksaan mikrobiologis... 12 x
B. Multi-Drug Resistant Tuberculosis... 13 1. Definisi... 13 2. Mekanisme resistensi... 13 3. Uji kepekaan dan resistensi... 14 a. Metode fenotipik (konvensional)... 14 b. Metode genotipik (molekular)... 15 C. Human Leukocyte Antigen... 16 1. Gen HLA... 16 2. Molekul HLA kelas I... 17 3. Molekul HLA kelas II... 17 4. Fungsi major histocompatibility complex... 18 5. Peran MHC dalam patogenesis tuberkulosis... 20 D. Hubungan genetik dan infeksi... 20 1. Gen dan polimorfisme... 21 a. Single nucleotide polimorfisme (SNP)... 21 b. Structural variant... 21 2. Keterkaitan genetik pejamu terhadap tuberkulosis... 22 3. Model penelitian genetik... 23 a. Linkage analysis... 23 b. Uji hubungan... 23 c. Uji gen kandidat... 24 4. Polimorfisme HLA dan tuberkulosis... 24 E. Kerangka Konseptual... 25 F. Hipotesis... 28 BAB III. METODE PENELITIAN A. Rancangan penelitian... 29 B. Tempat dan waktu penelitian... 29 C. Populasi penelitian... 29 D. Pemilihan sampel... 29 E. Besar sampel... 29 F. Kriteria inklusi dan eksklusi... 30 G. Variabel penelitian... 30 xi
H. Definisi operasional... 30 I. Prosedur pengumpulan data... 31 J. Teknik pemeriksaan... 31 K. Etika penelitian... 34 L. Analisis data... 35 M. Alur penelitian... 36 BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. HASIL... 37 1. Perbedaan frekuensi polimorfisme HLADQB1*0503 berdasar indeks massa tubuh dan riwayat OAT... 39 2. Hubungan polimorfisme HLA DQB1*0503 dengan kerentanan TB MDR..... 39 3. Hubungan polimorfisme HLA DQB1*0503 dengan kadar interferon gamma penderita TB MDR... 40 B. PEMBAHASAN...... 41 1. Karakteristik dasar subyek penelitian... 41 2. Hubungan polimorfisme gen HLA DQB1*0503 dengan kerentanan TB MDR... 44 3. Hubungan polimorfisme gen HLA DQB1*0503 dengan kadar interferon gamma TB MDR... 46 BAB V. SIMPULAN DAN SARAN...... 47 DAFTAR PUSTAKA... 48 LAMPIRAN xii
DAFTAR TABEL Tabel 4.1. Karakteristik dasar subyek penelitian... 38 Tabel 4.2. Riwayat pengobatan, hasil DST dan genotyping... 38 Tabel 4.3. Uji chi square polimorfisme HLA DQB1*0503 dengan IMT dan Riwayat OAT... 39 Tabel 4.4. Uji chi square polimorfisme HLA DQB1*0503 bekas tuberkulosis Dengan kontrol sehat... 39 Tabel 4.5. Uji chi square polimorfisme HLA DQB1*0503 TB MDR dan bekas tuberkulosis... 40 Tabel 4.6. Uji multivariat regresi log terhadap TB MDR... 46 Tabel 4.7. Uji Mann Whitney polimorfisme HLA DQB1*0503 dengan Kadar interferon gamma... 47 xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Struktur dinding M.Tb... 7 Gambar 2.2. Proses seleksi mutan M.Tb... 14 Gambar 2.3. Susunan gen HLA... 16 Gambar 2.4. Struktur MHC I... 17 Gambar 2.5. Struktur MHC II... 18 Gambar 2.6. Proses penyajian antigen MHC I... 19 Gambar 2.7. Proses penyajian antigen MHC II... 19 Gambar 2.8. Variasi susunan nukleotida genome manusia... 22 xiv
DAFTAR SINGKATAN AIDS : acquired immunodeficiency syndrome APC : antigen presenting cell ARTI : annual risk of tuberculosis infection CD : cluster of differentiation CIITA : class II transcription activator DM : diabetes mellitus DNA : deoxyribonucleic acid DST : drug susceptibility test HLA : human leukocyte antigen IFN-γ : interferon gamma INH : isoniazid IL : interleukin KassA : β-ketoacyl sinthase KHM : Kadar hambat minimal LM : lipomannan magp : mycolyl-arabinogalactan-peptidoglycan MAN-LAM: mannose cap lipoarabinomannan MGIT : Mycobacterium growth indikator tube MHC : major histocompatibility complex MR : mannose receptor M.TB : Mycobacterium tuberculosis NAA : Nucleic acid amplification NO : nitric oxide OAT : obat anti tubekulosis PAM : pathogen associated molecular PCR : polymerase chain reaction PDIM : pthiocerol dimecoserates PRR : pattern recognition receptor ROI : Reactive oxygen intermediate RNI : reactive nitrogen intermediate xv
SNP : single nucleotide polymorphism TAP : transporter of antigen peptide TB-MDR : multi-drug resistant tuberculosis TDM : trehalose 6 6 dymicolate TGF-β : tumour growth factor beta TLR : Toll-like receptor TNF α : tumour necrosis alpha WHO : world health organization xvi
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Lembar penjelasan kepada penderita Lampiran 2. Lembar persetujuan mengikuti penelitian Lampiran 3. Lembar data penderita Lampiran 4. Lembar isian panitia kelaikan etik Lampiran 5. Kelaikan etik Lampiran 6. Perhitungan statistik Lampiran 7. Data subjek penelitian xvii