HUBUNGAN KEPATUHAN PASIEN TUBERKULOSIS PARU MENGKONSUMSI ISONIAZID SELAMA PENGOBATAN OBAT ANTI TUBERKULOSIS DENGAN MUTASI GEN KatG Ser315Thr (G944C) Mycobacterium tuberculosis
TESIS
Oleh: MARA IMAM TAUFIQ SIREGAR 117008001
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
HUBUNGAN KEPATUHAN PASIEN TUBERKULOSIS PARU MENGKONSUMSI ISONIAZID SELAMA PENGOBATAN OBAT ANTI TUBERKULOSIS DENGAN MUTASI GEN KatG Ser315Thr (G944C) Mycobacterium tuberculosis
TESIS
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Magister Biomedik Pada Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara
Oleh:
MARA IMAM TAUFIQ SIREGAR 117008001
PROGRAM STUDI MAGISTER ILMU BIOMEDIK FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
Judul Tesis
: HUBUNGAN KEPATUHAN PASIEN
Nama Mahasiswa Nomor Induk Mahasiswa Program Studi
TUBERKULOSIS PARU MENGKONSUMSI ISONIAZID SELAMA PENGOBATAN OBAT ANTI TUBERKULOSIS DENGAN MUTASI GEN KatG Ser315Thr (G944C) Mycobacterium tuberculosis : Mara Imam Taufiq Siregar : 117008001 : Magister Ilmu Biomedik
Menyetujui, Komisi Pembimbing
(DR. dr. Amira Permatasari Tarigan, M.Ked (Paru), Sp.P(K)) Bangun, M.Sc, Sp.FK) Ketua
Ketua Program Studi,
(dr. Yahwardiah Siregar, Ph.D) Siregar, Sp.PD, KGEH) NIP: 19550807 198503 2 001 198011 1 001
Tanggal Lulus
: Agustus 2015
(dr. Datten Anggota
Dekan,
(Prof. dr. Gontar A NIP: 19540220
ABSTRAK
Resistensi terhadap obat anti tuberkulosis (OAT) terutama terjadi karena mutasi pada gen Mycobacterium tuberculosis. Mutasi dapat diinduksi oleh inadekuatnya kadar terapeutik obat, terutama akibat ketidakpatuhan selama mengkonsumsi obat. Karenanya, penggunaan OAT yang tidak tepat dan teratur dapat menimbulkan mutasi pada gen yang mengkode target OAT. Inadekuatnya kadar terapeutik obat akibat ketidakpatuhan pasien tuberkulosis (TB) paru mengkonsumsi isoniazid (INH) paling sering menyebabkan mutasi pada gen KatG Ser315Thr (G944C). Telah dilakukan penelitian kohort terhadap 100 pasien TB paru BTA positif yang akan mulai mengkonsumsi INH di Rumah Sakit Umum dr. Pirngadi Medan. Seluruh sampel belum dengan mutasi gen KatG Ser315Thr (G944C) Mycobacterium tuberculosis yang dipastikan dengan pemeriksaan PCR-RFLP. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara kepatuhan pasien TB paru mengkonsumsi INH selama pengobatan OAT dengan terjadinya mutasi gen KatG Ser315Thr (G944C). Kepatuhan dinilai dengan pemeriksaan metabolit INH urin metode Arkansas menggunakan Taxo urine test strip, sedangkan mutasi gen dinilai dengan metode PCR-RFLP. Turut dinilai karakteristik demografi penderita TB paru pada penelitian ini serta hubungannya dengan kepatuhan dalam mengkonsumsi INH selama pengobatan OAT. Hasil yang ditemukan adalah tidak dijumpai adanya mutasi gen KatG Ser315Thr (G944C) M. tuberculosis baik pada kelompok penderita TB paru yang patuh (84%) maupun tidak patuh (16%) mengkonsumsi INH (100% wild type). Hal ini menunjukkan bahwa INH masih sangat sensitif untuk digunakan sebagai obat lini pertama bagi penderita TB paru yang akan mulai mendapat pengobatan OAT sampai pada bulan pertama penggunaan INH. Berdasarkan jenis kelamin, didapatkan jumlah penderita TB paru laki – laki lebih besar daripada perempuan yaitu 54% dan 46%. Berdasarkan umur penderita TB paru didapatkan jumlah kelompok umur 41 – 60 tahun paling banyak yaitu 34%, lebih besar 1% dari kelompok umur 21 – 40 tahun yaitu 33%, diikuti oleh kelompok umur ≤ 20 tahun
sebanyak 17% dan kelompok umur
terkecil adalah yang > 60 tahun sebanyak 16%. Karakteristik penderita TB paru berdasarkan suku dijumpai sangat bervariasi hampir pada semua jenis suku yang ada di kota Medan, yaitu Batak Toba (32%), Jawa (28%), Mandailing (12%), Karo (6%), Minang (11%), Melayu (7%), Aceh (2%) dan Tionghoa (2%). Berdasarkan tingkat pendidikan penderita, didapatkan yang tidak bersekolah 2%, SD 10%, SMP 16%, SMA 57% dan sarjana 15%. Tidak terdapat hubungan antara karakteristik umur, jenis kelamin, suku dan pendidikan penderita TB paru dengan tingkat kepatuhan mengkonsumsi INH selama pengobatan OAT.
Kata kunci: Mycobacterium tuberculosis, mutasi gen KatG Ser315Thr, PCRRFLP, Taxo urine test strip metode Arkansas, kepatuhan
ABSTRACT
Resistance to anti-tuberculosis drugs mainly occurs due to a mutation in the genes of Mycobacterium tuberculosis. Mutations can be induced by inadequate therapeutic levels of drug, mainly due to non-compliance for taking the drug. Therefore, the use of anti-tuberculosis drugs inappropriately and irregularly can lead to mutation in the gene encoding the target of antituberculosis drugs. Inadequate therapeutic levels of drug due to non-compliance of patients taking isoniazid was the most frequent causing mutations in KatG (Ser315Thr) gene. We conducted a cohort study of 100 pulmonary-tuberculosis patients with smear-positive that will begin taking INH at dr. Pirngadi General Hospital Medan. The entire sample were not mutated of katG (Ser315Thr) gene of Mycobacterium tuberculosis, confirmed by PCR-RFLP. This study aims to determine the relationship between pulmonary-tuberculosis patient compliance of taking INH during anti-tuberculosis treatment with KatG (Ser315Thr) gene mutation. Compliance was assessed by examination of urine metabolites of INH with Arkansas methode using Taxo urine test strip, while the gene mutation assessed by PCR-RFLP. Also assessed the demographic characteristics of pulmonarytuberculosis patients in this study and its relationship to compliance in taking INH during the treatment of anti-tuberculosis drugs. No M. tuberculosis KatG gene mutation were found among the compliance (84%) and non compliance (16%) INH taking patients. This result means that at the first month of INH consuming, all patients still sensitive to INH. Male patients were 54% and women were 46%. Most of the patients (34%) were in the 41-60 years old group, while the 21-40 years group was only 33%, and the ≤ 20 years group is 17% and the smallest group is the ˃ 60 years, 16%. Based on the ethnicity of pulmonary tuberculosis patients, found a very varied almost on all the ethnic in Medan city, Batak Toba (32%), Java (28%), Mandailing (12%), Karo (6%), Minang (11%), Melayu (7%), Aceh (2%) and Chinese (2%). Based on the level of education of patients, did not attend school
2%, primary school 10%, junior high school 16%, high school 57% and undergraduate 15%. There was no relationship between the characteristics of age, gender, ethnicity and education of pulmonary-tuberculosis patients with compliance taking INH during the anti-tuberculosis drugs therapy.
Keywords: Mycobacterium tuberculosis, KatG (Ser315Thr) gene mutation, PCRRFLP, Taxo urine test strip, compliance
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur kehadirat Allah SWT atas berkat dan rahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian ini yang berjudul, ”Hubungan Kepatuhan Pasien Tuberkulosis Paru Mengkonsumsi Isoniazid Selama Pengobatan Obat Anti Tuberkulosis Dengan Mutasi Gen KatG Ser315Thr (G944C) Mycobacterium tuberculosis”. Dengan selesainya penelitian ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Pejabat Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Subhilhar, Ph.D dan seluruh jajarannya atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan program Magister Ilmu Biomedik di Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara, Prof. dr. Gontar A.Siregar, Sp.PD, KGEH dan Ketua Program Studi Magister Ilmu Biomedik dr. Yahwardiah Siregar, Ph.D atas kesempatan dan fasilitas yang diberikan untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan di Program Studi Magister Ilmu Biomedik Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara. Rasa terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan setinggi – tingginya penulis sampaikan kepada ibu DR. dr. Amira Permatasari Tarigan, M.Ked (Paru), Sp.P(K) dan dr. Datten Bangun, Sp. FK sebagai komisi pembimbing, yang dengan penuh perhatian dan kesabaran telah mengorbankan waktu untuk memberikan dorongan, bimbingan, semangat, bantuan serta saran-saran yang bermanfaat kepada penulis. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada ibu dr. Yahwardiah Siregar, Ph.D beserta DR. dr. Bintang Yinke Magdalena Sinaga, M.Ked (Paru),
Sp.P(K) sebagai penguji yang telah memberikan masukan, kritik dan saran perbaikan yang membangun sehingga tesis ini dapat peneliti selesaikan dengan lebih baik. Terima kasih penulis sampaikan kepada Direktur RSU. dr. Pirngadi Medan, Kepala Laboratorium Infeksi dan Kepala Laboratorium Pre & Pos PCR di lingkungan Laboratorium Terpadu Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan ijin untuk melaksanakan penelitian, serta pegawai rumah sakit dan laboran yang telah membantu dalam melaksanakan penelitian ini. Kepada Rektor UNJA dan Dekan FK UNJA beserta jajarannya yang telah memberikan ijin kepada penulis untuk kelangsungan pendidikan di program studi pascasarjana ini. Terima kasih juga penulis sampaikan kepada seluruh rekan-rekan yang telah memberikan semangat dan bantuan dalam menyelesaikan tesis ini. Tesis ini khusus penulis persembahkan kepada istri tercinta drg. Aulia Damayanti yang sedang mengandung anak kedua kami, terima kasih atas dorongan, semangat dan pengorbanan yang engkau berikan sehingga tesis ini dapat selesai dengan baik. Kepada putra tercintaku Muhammad Adlan Ikrom Siregar, terima kasih atas senyuman, tawa dan rasa rindu yang engkau berikan yang selalu membuat ayah semangat dalam menyelesaikan pendidikan ini, dan mohon ma’af kepada ananda atas waktu kebersamaan kita yang hilang. Persembahan terima kasih yang tulus dan rasa hormat penulis yang sebesarnya kepada kedua orang tua tercinta, ayahanda Drs. H. Bahasan Siregar, MA dan Ibunda Dra. Siti Fatimah yang telah membesarkan dan memberikan kasih sayang, do’a, semangat serta dorongan kepada penulis dalam menjalani pendidikan di program studi ini. Terima kasih yang sebesar – besarnya kepada
kedua mertua saya, dr. Azwar Djauhari, M.Sc dan Elvi Andriani, S.Pd yang telah memberi semangat dan dorongan serta membantu menjaga dan merawat istri dan anak saya selama tinggal di kota Jambi. Terima kasih juga kepada kakanda Hanna Laila Siregar, S.Pd.I, Khairina Siregar, S.Pd.I, MA, M.Psi serta adinda Hidayati Siregar, Amd (Ak), S.Pd.I, SE.I, MA dan Muhammad Taufan Siregar Amd (Ak), S.Pd.I, MA yang selalu memberikan semangat dan dorongan untuk segera menyelesaikan tesis ini. Semoga segenap bantuan, bimbingan dan arahan yang telah diberikan kepada penulis mendapat imbalan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Memberi. Penulis menyadari bahwa penelitian ini masih perlu mendapat koreksi dan masukan untuk kesempurnaan. Oleh karena itu penulis berharap adanya kritik serta saran untuk penyempurnaan penelitian ini. Semoga penelitian ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.
Medan, 17 Agustus 2015 Penulis,
Mara Imam Taufiq Siregar
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Nama lengkap
: Mara Imam Taufiq Siregar
Tanggal lahir
: 2 Nopember 1981
Tempat lahir
: Medan
NIM
: 117008001
Alamat
: Jl. Madiosantoso No. 215 Medan
Pendidikan
:
1. TK. Aisyiah Mustafa Medan, tamat tahun 1988 2. SD. Muhammadiyah 18 Medan, tamat tahun 1994 3. MTsS. Ponpes KMI Ar-Raudhatul-Hasanah Paya Bundung Medan, tamat tahun 1997 4. MAS. Ponpes KMI Ar-Raudhatul-Hasanah Paya Bundung Medan, tamat tahun 2000 5. Program Studi Pendidikan Dokter & Profesi Dokter Fakultas Kedokteran Universitas Sumatera Utara (FK USU), tamat tahun 2006 6. Program Studi Pendidikan Agama Islam Sekolah Tinggi Agama Islam Sumatera (STAIS) Medan, tamat tahun 2005 Riwayat Pekerjaan
:
1. Dokter PT. Arun, Lhokseumawe, Aceh tahun 2006-2007. 2. Dokter PTT DEPKES RI penempatan di Puskesmas Induk Suban, Kec. Batang Asam, Kab. Tanjung Jabung Barat, Provinsi Jambi 2007-2009. 3. Staf pengajar di Fakultas Kedokteran Universitas Jambi (FK UNJA), Jambi, Desember 2008 – sekarang.
DAFTAR ISI
ABSTRAK............................................................................................. i ABSTRACT............................................................................................. ii KATA PENGANTAR........................................................................... iii DAFTAR RIWAYAT HIDUP.............................................................. vi DAFTAR ISI ......................................................................................... vii DAFTAR GAMBAR ............................................................................ x DAFTAR TABEL ................................................................................. xi DAFTAR LAMPIRAN......................................................................... xii DAFTAR ISTILAH .............................................................................. xiii BAB I
PENDAHULUAN..............................................................
1
1.1.
Latar Belakang .................................................................... 1
1.2.
Rumusan Masalah ............................................................... 5
1.3.
Tujuan Penelitian ................................................................ 6
1.4.
Hipotesa ..............................................................................
1.5.
Manfaat Penelitian .............................................................. 7
BAB II 2.1.
TINJAUAN PUSTAKA.....................................................
6
8
Mikobakterium..................................................................... 8 2.1.1. Mycobacterium tuberculosis complex ..................... 8 2.1.2. Patogenitas mikobakterium....................................... 8 2.1.3. Morfologi dan struktur M. tuberculosis..................... 8 2.1.4. Genetika biosintesis dinding sel mikobakterium....... 9 2.1.5. Genom M. tuberculosis.............................................. 13 2.1.6. Enzim katalase – peroksidase M. tuberculosis.......... 14
2.2.
Tuberkulosis Paru ................................................................. 14 2.2.1. Epidemiologi ............................................................. 14 2.2.2. Diagnosis.................................................................... 16 2.2.3. Pengobatan ............................................................... 17
2.3.
Farmakologi INH.................................................................. 19 2.3.1. Penemuan dan struktur............................................... 19 2.3.2. Mekanisme kerja dan indikasi terapi.......................... 19
2.4 Resistensi M. tuberculosis Terhadap INH....................................... 24 2.4.1. Mutasi dan mekanisme resistensi ............................... 24 2.4.2. Gen KatG dan mutasi kodon Ser315Thr (G944C)….... 24 2.5.
Metode Pemeriksaan Yang Berperan Pada Deteksi Mutasi Gen KatG Ser315Thr (G944C) Dan Kepatuhan Mengkonsums INH ................................................................. 26 2.5.1. Pewarnaan ziehl-nielsen ............................................... 26 2.5.2. Polymerase chain reaction – restriction fragment length polymorphism (PCR-RFLP) dan elektroforesis.................................................................. 27 2.5.3. Mengukur kepatuhan terhadap pengobatan INH dan pemeriksaan metabolit INH menggunakan Taxo urine test strip metode Arkansas.......................................... 29
2.6.
Kepatuhan Terhadap Pengobatan OAT .................................... 30
2.7.
Kerangka Konsep ...................................................................... 33
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN................................................34
3.1.
Jenis Penelitian ......................................................................... 34
3.2.
Tempat Dan Waktu Penelitian .................................................. 34
3.3.
Populasi Dan Sampel Penelitian ............................................... 34
3.4.
Kriteria Subjek Penelitian ........................................................ 35
3.5.
Besar Sampel ............................................................................ 35
3.6.
Cara Pengambilan Sampel......................................................... 36
3.7.
Variabel Penelitian..................................................................... 36
3.8.
Definisi Operasional....................................................................37
3.9.
Bahan, Alat Dan Cara Kerja .......................................................38 3.9.1. Pengambilan sampel sputum ...........................................38 3.9.2. Pewarnaan ziehl-nielsen ................................................. 39 3.9.3. PCR-RFLP ..................................................................... 39 3.9.4. Pemeriksaan metabolit INH menggunakan Taxo urine test strip...................................................... 45
3.10. Kerangka Operasional ................................................................ 47 3.11. Manajemen Dan Analisis Data .................................................... 48
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN....................................................49
4.1.
Hasil.............................................................................................. 49
4.2.
Pembahasan ................................................................................. 59
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN....................................................65
5.1.
Kesimpulan................................................................................... 65
5.2.
Saran …….................................................................................... 66
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 68 LAMPIRAN ................................................................................................ 75
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Skema Selubung Sel M. tuberculosis............................................11 Gambar 2.2. Biosintesis Asam Mikolat M. tuberculosis....................................13 Gambar 2.3. Struktur Isoniazid .........................................................................19 Gambar 2.4a. Alur Metabolisme INH Dan Enzim – Enzim Utama Yang Terlibat...21 Gambar 2.4b. Alur Metabolisme INH ..............................................................22 Gambar 2.5a. Inhibisi Sintesa Asam Mikolat Oleh Isoniazid (INH)................ 23 Gambar 2.5b. Potensi Keterlibatan Superoksida Dalam Aktivasi INH ........... 23 Gambar 2.6. Polimorfisme Protein KatG Pada M. tuberculosis INHR …….... 26 Gambar 2.7. Skema Ilustrasi Fragmen 200bp KatG Yang Diamplifikasi Dengan Primer KatG ................................................................. 28 Gambar 2.8. Kerangka Konsep....................................................................... 33 Gambar 3.1. Kerangka Operasional…............................................................. 47 Gambar 4.1. Elektroforesis Produk PCR 200 bp Fragmen Gen KatG............ 52 Gambar 4.2. Elektroforesis Produk PCR-RFLP Dengan MspI Dalam Agarosa 3%................................................................................ 52 Gambar 4.3a&b. Hasil Pemeriksaan Metabolit INH Urin Menggunakan
Taxo urine test strip................................................................ 53
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1.
Variabel Penelitian.............................................................. 36
Tabel 3.2.
Definisi Operasional ........................................................... 37
Tabel 4.1.
Distribusi Subjek Penelitian Berdasarkan Jenis Kelamin ........................................................................ 49
Tabel 4.2.
Distribusi Subjek Penelitian Berdasarkan Umur………....................................................................... 50
Tabel 4.3.
Distribusi Subjek Penelitian Berdasarkan Suku …….............................................................................. 50
Tabel 4.4.
Distribusi Subjek Penelitian Berdasarkan Pendidikan .............................................................................51
Tabel 4.5.
Distribusi Mutasi Gen KatG Ser315Thr (G944C)
M. tuberculosis Pada Subjek Penelitian................................. 51 Tabel 4.6.
Distribusi Kepatuhan Subjek Penelitian Mengkonsumsi INH……….................................................. 53
Tabel 4.7.
Data hasil pemeriksaan metabolit INH urin subjek penelitian yang tidak patuh mengkonsumsi INH...................................... 54
Tabel 4.8.
Hubungan Jenis Kelamin Dengan Tingkat Kepatuhan Mengkonsumsi INH……….................................................. 57
Tabel 4.9.
Hubungan Umur Dengan Tingkat Kepatuhan Mengkonsumsi INH……….................................................. 57
Tabel 4.10.
Hubungan Suku Dengan Tingkat Kepatuhan Mengkonsumsi INH……….................................................. 58
Tabel 4.11.
Hubungan Pendidikan Dengan Tingkat Kepatuhan Mengkonsumsi INH……….................................................. 58
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Surat Persetujuan Komisi Etik............................................... 75 Lampiran 2. Surat - Surat Ijin Penelitian................................................... 76 Lampiran 3. Surat Pembelian Kuman M. tuberculosis Strain H37RV....... 79 Lampiran 4. Lembar Penjelasan Kepada Calon Subjek Penelitian..............80 Lampiran 5. Lembar Persetujuan Setelah Penjelasan (Informed Consent)..81 Lampiran 6. Rekapitulasi Data Subjek Penelitian........................................82 Lampiran 7. Daftar Ceklis Harian Pasien Mengkonsumsi OAT..................85 Lampiran 8. Analisis Statistik Data Penelitian Menggunakan SPSS 16.0...86 Lampiran 9. Dokumentasi............................................................................93
DAFTAR ISTILAH
ACP
=Acyl Carrier Protein
AG
=Arabinogalaktan
BTA
=Basil Tahan Asam
CM
=Cytoplasma Membrane
DNA
=Deoxyribo Nucleic Acid
DST
=Drug Suscetibility Testing
FAS
=Fatty Acid Sinthase
GST
=Glutation S-Transferase
INH
=Isonicotinic Acid Hydrazide / Isoniazid
IUATLD
=International Union Against Tuberculosis and Lung Disease
KEMENKES RI =Kementerian Kesehatan Republik Indonesia LAM
=Lipoarabinimannan
MAPG
=Mycolyl-Arabinogalactan Peptidoglycan
MDR-TB
= Multidrugs Resistance Tuberculosis
MIC
=Minimum Inhibition Concentration
ML
=Mycolic Acid
NO
=Nitrat Oksida
OAT
= Obat Anti Tuberkulosis
PCR
=Polimerase Chain Reaction
PDIM
=Phthiocerol Dimycocerosate
PIM
=Phosphatidylinositol Mannoside
PG
=peptidoglycan
PGL
=Phenolic Glycolipid
RFLP
=Restriction Fragment Length Polymorphism
Ser
=Serine
SL
=Sulpholipid
SPS
=Sewaktu-Pagi-Sewaktu
TB
= Tuberkulosis
TDM
=Trehalosa Dimikolat
Thr
=Threonine
TTM
=Trehalosa Monomikolat
WHO
=World Health Organization
XDR
=Extensive Drug Resistance
ZN
=Ziehl Nielsen
