Bakteri Mycobacterium tuberculosis : Karakteristik, Morfologi, Pengobatan dan Pencegahan (TBC)

 Habitat Mycobacterium Tuberculosis / TBC

1. Manusia hanyalah reservoir yang diketahui.
2. Biasanya ditemukan di paru-paru tetapi juga dapat hidup di bagian tubuh mana pun.
3. TBC bisa saja bakteri patogen obligat, patogen fakultatif atau oportunistik, atau hidup bebas.
4. Biasanya menginfeksi fagosit mono-nuklir.
5. Bisa juga terinfeksi dengan konsumsi susu yang tidak dipasteurisasi.
6. Dapat bertahan selama berminggu-minggu di dalam debu, di karpet atau pakaian, selama berbulan-bulan di dahak.
7. Mereka juga ditemukan di tanah dan air.

Morfologi Mycobacterium Tuberculosis

1. Basilus berbentuk batang tipis lurus atau agak melengkung.
2. Bakteri non-spora, non-motil, non-kapsulasi.
3. Basil tahan asam, baik gram + positif maupun gram –negatif.
4. Selama pewarnaan tahan asam, warnanya tampak merah terang hingga ungu intensif dengan latar belakang hijau / biru.
5. Mereka mengukur 0,5 µm x 3 µm.
6. Muncul secara tunggal, berpasangan, atau gumpalan kecil.
7. Kandungan asam mikolat yang tinggi (50 hingga 60%).
8. Dinding sel kaya akan lipid dan lilin.
9. Mereka dibungkus karena adanya asam lemak.
10. Mampu pertumbuhan intraseluler.
11. Mereka tahan terhadap disinfektan, deterjen, antibiotik umum, pewarna, noda, lisis osmotik, oksidasi mematikan, dll.

Karakteristik Cultural Mycobacterium tuberculosis

1. Kultur adalah standar emas untuk konfirmasi laboratorium Tuberkulosis.
2. Bakteri yang sedang tumbuh diharuskan untuk melakukan pengujian kerentanan obat dan genotipe.

Dalam medium Lowenstein-Jensen (LJ)

1. Ini adalah media berbasis telur dan pertumbuhannya cukup lambat.
2. Diperlukan waktu 6-8 minggu untuk mendapatkan koloni visual pada jenis media ini.
3. Koloni tidak berpigmen, kering, kasar, menonjol, tidak teratur dengan permukaan keriput
4. Mereka awalnya berwarna putih krem, menjadi kekuningan atau berwarna seperti buff pada inkubasi selanjutnya.
5. Pertumbuhan bersifat eugonik (tumbuh lebih subur dalam budaya).
6. Suhu optimal 35-37 ° C dan pH optimum 6,4 hingga 7.
7. Ini adalah aerob obligat.
8. Peningkatan karbondioksida (5-10%) meningkatkan pertumbuhan Mycobacterium tuberculosis.
9. 5% Gliserol juga merangsang pertumbuhan.
10. Media LJ mengandung inhibitor untuk menjaga kontaminan dari Mycobacterium tuberculosis yang tumbuh keluar .
11. Warna hijau pada medium disebabkan oleh keberadaan malachite green yang merupakan salah satu agen selektif untuk mencegah pertumbuhan sebagian besar kontaminan lainnya.
12. Hasil yang lebih cepat sekarang dapat diperoleh dengan menggunakan media Middlebrook atau BACTEC.

Media Kultur Lain yang digunakan untuk Mycobacterium tuberculosis

Media padat

1. Berbasis telur - medium Petragnini dan medium Dorset
2. Middlebrook 7H10 Agar
3. Middlebrook 7H11 Agar
4. Berbasis darah - Tarshis medium
5. Berbasis serum - medium Loeffler
6. Berbasis kentang - Pawlowsky medium

Media cair

1. Media Dubos
2. Middlebrook 7H9 Kaldu
3. Proskauer dan media Beck
4. Media Sula
5. Media Sauton

Karakteristik Biokimia dari Mycobacterium tuberculosis

No	Uji Biokimia	Hasil
1	Toleransi NaCl 5%	Negatif (-ve)
2	68 ° C Tes Katalase	Negatif (-ve)
3	Asam Fosfatase	Negatif (-ve)
4	Tes Amidase	Positif (+ ve)
5	Uji Arylsulphatase	Negatif (-ve)
6	Pertumbuhan P-Nitrobenzoic Acid	Negatif (-ve)
7	Pertumbuhan di TCH (10mg / ml)	Positif (+ ve)
8	Serapan Besi	Negatif (-ve)
9	Tes Merah Netral	Positif (+ ve)
10	Uji Nicain	Positif (+ ve)
11	Uji Reduksi Nitrat	Positif (+ ve)
12	Uji Peroksidase	Positif (+ ve)
13	Uji Pyrazinamidase	Positif (+ ve)
14	Uji Katalase Semi-Kuantitatif	Negatif (-ve)
15	Uji Reduksi Tellurite	Variabel
16	Hidrolisis Tween 80	Negatif (-ve)
17	Uji Urease	Variabel

Faktor virulensi Mycobacterium tuberculosis

a. Asam mikolat dan Lipoarabinomannan (LAM)

• Lapisan lilin yang melindungi bakteri dari banyak faktor inang dan juga banyak antibiotik termasuk beta-laktamase.
• Muramyl dipeptide (dari peptidoglikan) yang dikomplekskan dengan asam mikolat dapat menyebabkan pembentukan granuloma, fosfolipid menyebabkan nekrosis kaseosa.
• LAM secara struktural dan fungsional terkait dengan lipopolisakarida antigenik O dari bakteri lain.
• Aktivitas biologis LAM meliputi seroreaktivitas yang kuat, penghambatan aktivasi makrofag yang dimediasi interferon-gamma, induksi produksi dan pelepasan sitokin oleh makrofag, pemulungan oksigen antara reaktif, dan penekanan proliferasi sel-T.
• LAM telah diidentifikasi sebagai ligan kunci dari molekul adhesi intraseluler khusus sel dendritik (DC) -3 yang meraih nonintegrin (SIGN).

b. Sistem sekresi ESX 1

• Membantu sekresi banyak protein dan enzim yang membantu organisme bertahan hidup di fagosom.
• Memediasi pengiriman produk bakteri ke dalam sitoplasma makrofag.
• Mencegah fusi lisosom menjadi fagosom dan karenanya melindungi bakteri dari aktivitas fagolisosom.

c. Faktor pematangan fagosom

• Ure yang menghambat pengasaman fagosom awal.
• Superoksida dismutase (SOD) yang mendetoksifikasi zat oksigen reaktif inang (ROS).
• Produk gen nlA mungkin menghambat pertahanan inang dengan mengganggu apoptosis sel inang.

Patogenesis Mycobacterium tuberculosis

a. Portal masuk

• Basilus yang menular masuk ke tubuh manusia dari penghirupan sebagai tetesan dari atmosfer.
• Garis pertahanan pertama inang mencoba menangkal bakteri dengan epitel trakea dan bronkial.
• Ketika bakteri bertahan hidup dari garis pertahanan pertama, mereka memasuki paru-paru.

b. Tuberkulosis primer

• Bakteri difagositosis oleh makrofag alveolar di paru-paru, menjebak bakteri dalam fagosom dan aksi lisosom bersama dengan fagosom yang secara kolektif disebut fagolisosom untuk membunuh bakteri.
• Ketika bakteri bertahan dari mekanisme pertahanan inang awal, ia menyerang makrofag alveolar, memperoleh akses ke parenkim paru, bertahan dalam fagosom, dan menginduksi respons pro-inflamasi yang dimediasi sel lokal yang mengarah ke pembentukan granuloma.
• Granuloma melindungi bakteri dan umumnya muncul setelah 3 minggu infeksi primer.
• Ketika berkembang sepenuhnya, lesi ini, granuloma kronis, terdiri dari tiga zona
  1. area sentral dari sel raksasa berinti banyak dan besar yang mengandung tubercle bacilli;
  2. zona tengah sel epitel pucat sering tersusun secara radial; dan
  3. zona perifer dari fibroblas, limfosit, dan monosit.
• Bagian tengah granuloma berisi campuran jaringan nekrotik dan makrofag mati.
• Karena sangat aktif secara metabolik, makrofag di granuloma mengonsumsi oksigen, dan anoksia serta asidosis yang dihasilkan di tengah lesi mungkin membunuh sebagian besar basil.
• Pembentukan granuloma biasanya cukup untuk membatasi infeksi primer.
• Lesi menjadi tidak bergerak dan fibroblas di sekitarnya menghasilkan jaringan parut yang padat, yang dapat menjadi kalsifikasi yang disebut fokus ghon.
• Programmed cell death (apoptosis) of bacteria-laden macrophages by cytotoxic T cells and natural killer (NK) cells contributes to protective immunity by generating a metabolic burst that kills tubercle bacilli.

c. Tuberkulosis laten

• Pada kebanyakan individu yang terinfeksi, infeksi primer sembuh tetapi beberapa basil tuberkulum sisa memasuki tahap latensi atau dormansi yang kurang dipahami.
• Ini sebagian besar diamati dalam kasus immunocompromised misalnya. HIV atau penuaan.

d. Tuberkulosis pasca primer

• Reaktivasi fokus aktif dari basil tuberkulum atau reinfeksi eksogen menyebabkan tuberkulosis pasca primer, yang dalam beberapa hal berbeda dari penyakit primer.
• Untuk alasan yang tidak diketahui, tuberkulosis reaktivasi atau reinfeksi cenderung berkembang di lobus atas paru-paru.
• Protease yang dibebaskan oleh makrofag yang diaktifkan melembutkan dan mencairkan bahan kaseosa, dan kelebihan faktor nekrosis tumor dan mediator imunologi lainnya menyebabkan karakteristik penyakit ini berkurang dan demam.
• Bagian dalam tuberkuloma bersifat asam dan anoksik dan mengandung sedikit basil tuberkulum yang layak.
• Akhirnya, lesi yang meluas terkikis melalui dinding bronkus, isi yang dicairkan dilepaskan dan rongga yang diangin-anginkan dengan baik terbentuk.
• Atmosfer paru-paru, dengan tingkat karbondioksida yang tinggi, sangat ideal untuk mendukung pertumbuhan basil, dan sejumlah besar di antaranya ditemukan di dinding rongga.
• Setelah rongga terbentuk, sejumlah besar basil mendapatkan akses ke sputum, dan pasien menjadi kasus terbuka atau menular.
• Pada tuberkulosis primer, penyebaran basil ke kelenjar getah bening dan organ lain tidak biasa.
• Instead, the spread of infection occurs through the bronchial tree so that secondary lesions develop in the lower lobes of the lung and, occasionally, in the trachea, larynx, and mouth.
• Bacilli in swallowed sputum cause intestinal lesions.
• Secondary lesions may also develop in the bladder and epididymis in cases of renal tuberculosis.
• Post-primary cutaneous tuberculosis (lupus vulgaris) usually affects the face and neck.

Penyakit yang disebabkan oleh TBC

a. Tuberkulosis primer atau paru

• Tuberkulosis primer biasanya dianggap sebagai penyakit saluran pernapasan.
• Gejala umum yang muncul meliputi:
• demam ringan
• keringat malam
• kelelahan
• anoreksia (kehilangan nafsu makan)
• penurunan berat badan.
• Pasien yang datang dengan tuberkulosis paru biasanya mengalami batuk produktif, disertai demam ringan, menggigil, mialgia (nyeri), dan berkeringat; namun, tanda dan gejala ini serupa untuk influenza, bronkitis akut, dan pneumonia.

b. Tuberkulosis diseminata

• Organ selain paru-paru dapat terlibat setelah terinfeksi organisme M. tuberculosis kompleks.
• Organ-organ ini meliputi:
• Saluran kemih
• Kelenjar getah bening (limfadenitis serviks)
• Sistem saraf pusat (meningitis)
• Tulang dan sendi (artritis dan osteomielitis)
• Peritoneum
• Perikardium
• Pangkal tenggorokan
• Lapisan pleura (pleuritis)

Diagnosis laboratorium tuberkulosis yang disebabkan oleh Mycobacterium tuberculosis

Spesimen dan pemrosesan

• dahak, pencucian bronkial, sikat atau biopsi atau aspirasi lambung pagi hari, Cairan Serebrospinal (CSF), urin
• Spesimen dari dahak dan tempat nonsteril lainnya harus dicairkan dengan N -asetil-L-sistein yang didekontaminasi dengan NaOH (membunuh banyak bakteri dan jamur lain), dinetralkan dengan buffer, dan dipekatkan dengan sentrifugasi.
• Spesimen dari tempat yang steril, seperti cairan serebrospinal, tidak memerlukan prosedur dekontaminasi tetapi dapat langsung disentrifugasi, diperiksa, dan dibiakkan.

Metode deteksi langsung

1. Mikroskopi

• Deteksi sifat tahan asam mikobakteri untuk mendeteksi mereka dalam dahak dan bahan klinis lainnya dengan teknik pewarnaan Ziehl-Neelsen (ZN) .
• Basil merah terlihat dengan warna latar belakang yang kontras.
• Batang ramping, lurus, atau agak melengkung dengan penampilan laras atau manik-manik.
• Mikroskopi fluoresensi, berdasarkan prinsip tahan lama asam yang sama, semakin banyak digunakan dan tidak terlalu melelahkan.

2. Culture

• Karena dahak dan spesimen tertentu lainnya sering mengandung banyak bakteri dan jamur yang dengan cepat akan menumbuhkan mikobakteri apapun pada media kultur, metode dekontaminasi menggunakan resistensi mikobakteri yang relatif tinggi terhadap asam dan disinfektan tertentu.
• Deposit tersebut digunakan untuk menginokulasi media Lowenstein Jensen (LJ).
• Spesimen seperti cairan serebrospinal dan biopsi jaringan, yang kemungkinan tidak terkontaminasi, diinokulasi langsung ke media kultur.
• Koloni kering, kasar, terangkat, keriput, putih pucat sampai koloni berwarna buff pada medium LJ, biasa disebut koloni kasar, keras, dan buff.
• Penggunaan media cair dengan deteksi pertumbuhan radiometrik seperti BACTEC 460 TB telah menyederhanakan metode kultur.

3. Analisis biokimia

• Tes akumulasi niacin: positif
• Tes arilsulfatase: positif
• Tes merah netral: positif
• Uji katalase peroksidase: positif peroksidase dan positif katalase lemah
• Tes tengah: positif
• Uji reduksi nitrat: positif
• Hidrolisis Tween 80: hasil variabel
• Kerentanan terhadap pirazinamid: sensitif
• Rentan terhadap thiophene -2-carboxylic acid hydrazide (TCH): tidak rentan

4. Inokulasi hewan

• Selama bertahun-tahun, inokulasi marmot telah menjadi metode diagnosis tuberkulosis yang populer, tetapi sekarang dianggap sudah usang.

5. Serodiagnosis

• Teknik ELISA telah dicoba untuk diagnosis cepat dari berbagai bentuk klinis tuberkulosis dengan memperkirakan titer antibodi IgM, IgA, dan IgG spesifik dengan menggunakan berbagai antigen mikobakteri.
• Uji aglutinasi lateks dengan partikel lateks yang dilapisi antibodi kelinci terhadap M tuberculosis memiliki sensitivitas 94,4% dan spesifisitas 2%.

6. Deteksi antigen-protein

• Deteksi produk atau komponen mikroba telah digunakan dalam beberapa tahun terakhir untuk mendiagnosis infeksi yang disebabkan oleh M. tuberculosis.
• Asam tuberculostearic adalah asam lemak yang dapat diekstraksi dari dinding sel mikobakteri dan dideteksi dengan kromatografi gas atau spektrometri massa pada sampel klinis yang mengandung sedikit mikobakteri.

7. Teknik molekuler

• Setelah pengenalan uji hibridisasi yang tersedia secara komersial, uji amplifikasi asam nukleat yang tersedia secara komersial dan dikembangkan di dalam rumah berhasil digunakan untuk identifikasi awal M. tuberculosis kompleks yang ditumbuhkan dalam kultur cair.
• Pengurutan berbasis PCR untuk identifikasi mikobakteri terdiri dari amplifikasi PCR DNA mikobakteri dengan primer spesifik genus dan pengurutan amplikon.
• Organisme diidentifikasi dengan perbandingan urutan nukleotida dengan urutan referensi.
• Urutan yang paling dapat diandalkan untuk identifikasi mikobakteri adalah gen sekitar 1500 bp 16S rRNA.

Metode deteksi tidak langsung

1. Tes tuberkulin

• Turunan protein yang dimurnikan (PPD) diperoleh dengan fraksinasi kimiawi dari tuberkulin tua.
• PPD distandarisasi dalam hal reaktivitas biologisnya sebagai unit tuberkulin (TU).
• Sejumlah besar tuberkulin yang disuntikkan ke inang yang hipersensitif dapat menimbulkan reaksi lokal yang parah dan peningkatan peradangan dan nekrosis di tempat utama infeksi (reaksi fokal).
• Untuk alasan ini, tes tuberkulin dalam survei menggunakan 5 TU dalam larutan 0,1 mL; pada orang yang dicurigai mengalami hipersensitivitas ekstrim.
• Setelah tes kulit tuberkulin dilakukan, area tersebut diperiksa untuk mengetahui adanya indurasi selambat-lambatnya 72 jam setelah penempatan.

Interpretasi hasil diberikan sebagai:

• Untuk pasien, pada risiko tertinggi mengembangkan penyakit aktif (misalnya, orang yang terinfeksi HIV, orang yang pernah terpajan dengan orang dengan tuberkulosis aktif) indurasi 5 mm atau lebih dianggap positif.
• Lebih besar dari 10 mm dianggap positif untuk orang dengan kemungkinan peningkatan infeksi baru-baru ini. Kategori ini mungkin termasuk individu seperti imigran baru dari negara dengan prevalensi tinggi, pengguna narkoba suntikan, dan petugas kesehatan yang terpajan tuberkulosis.
• Untuk orang dengan risiko rendah untuk tuberkulosis, indurasi 15 mm atau lebih dianggap sebagai hasil tes yang positif.
• Hasil tes positif cenderung bertahan selama beberapa hari. Reaksi lemah bisa hilang lebih cepat.

2. Uji pelepasan interferon-gamma (IGRA)

• Kadang-kadang hasil tes kulit tuberkulin tidak jelas, terutama pada orang yang telah divaksinasi dengan BCG atau yang tinggal di daerah di mana NTM sangat umum di lingkungan.
• Dalam upaya untuk meningkatkan akurasi diagnostik, tes pelepasan interferon darah utuh (IGRA) telah dikembangkan secara komersial.
• Tes ini didasarkan pada respon imun host terhadap antigen M tuberculosis spesifik ESAT-6 (early secretory antigenic target-6), CFP-10 (culture filtrat protein-10), dan TB7.7.
• Tes mendeteksi interferon-gamma yang dilepaskan oleh sel T CD4 yang peka sebagai respons terhadap antigen ini.

Dua uji komersial yang umumnya digunakan untuk mendeteksi interferon adalah:

• The Quantiferon-Gold In-Tube test (QFT-GIT) adalah enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) yang mendeteksi interferon-gamma dalam darah utuh.
• T-SPOT-TB adalah tes ELISA ImmunoSpot yang menggunakan sel mononuklear darah perifer yang dimurnikan.

Pengobatan tuberkulosis ( TBC )

Obat anti-TB lini pertama yang membentuk inti dari rejimen pengobatan adalah

• Isoniazid (INH)
• Rifampisin (RIF)
• Pyrazinamide (PZA)
• Etambutol (EMB)
• Rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia saat ini adalah bahwa semua pasien baru dengan tuberkulosis, terlepas dari lokasi atau tingkat keparahan penyakitnya, dan jika tidak ada bukti resistensi obat, harus menerima terapi selama 6 bulan, yang terdiri dari terapi intensif selama 2 bulan. fase rifampisin, isoniazid, pirazinamid, dan etambutol diikuti oleh fase 4 bulan rifampisin dan isoniazid.
• Isoniazid dapat menyebabkan gangguan psikiatrik ringan dan neuropati perifer, terutama pada pecandu alkohol, tetapi biasanya dapat dicegah dengan meresepkan piridoksin (vitamin B6).
• Resistensi dapat berkembang selama terapi (resistansi didapat) dengan obat berkualitas buruk atau pengawasan yang tidak memadai, atau pasien mungkin terinfeksi strain resisten (resistansi awal atau primer).
• Jenis yang resistan terhadap beberapa obat didefinisikan sebagai jenis yang resisten terhadap isoniazid dan rifampisin, dengan atau tanpa resistansi terhadap obat tambahan.
• Kategori yang lebih baru dari tuberkulosis yang resistan terhadap obat secara ekstensif (TB-XDR) didefinisikan sebagai resistansi terhadap, setidaknya, isoniazid, rifampisin, fluoroquinolone, dan agen suntik apa pun.

Obat lini kedua termasuk

• Generasi fluoroquinolon yang lebih baru seperti moxifloxacin, levofloxacin, atau gatifloxacin.
• Agen suntik seperti amikacin, kanamycin, atau capreomycin.
• Dua atau lebih agen lini kedua inti termasuk etionamid, prothionamide, cycloserine, terizidone, clofazimine, atau linezolid.

Pencegahan tuberkulosis

Tuberkulosis manusia dapat dicegah:

• dengan deteksi dini dan terapi efektif dari individu yang terbuka atau menular dalam suatu komunitas
• dengan menurunkan kemungkinan infeksi dengan mengurangi kepadatan penduduk karena faktor terpenting yang mempengaruhi kejadian tuberkulosis adalah faktor sosial ekonomi, terutama yang mengarah pada pengurangan kepadatan di rumah dan tempat kerja.
• sampai batas tertentu, melalui vaksinasi yang mencakup vaksinasi BCG yang diberikan melalui suntikan intrakutan setelah melahirkan.
• vaksinasi neonatal direkomendasikan karena paparan sebelumnya dari populasi manusia ke mikobakteri lingkungan memberikan perlindungan, tetapi di tempat lain menyebabkan reaksi kekebalan yang tidak tepat yang bertentangan dengan perlindungan.