TESIS JUMLAH SEL NATURAL KILLER SEBAGAI FAKTOR RISIKO KEMATIAN PADA PASIEN SEPSIS BERAT SANG AYU PUTU GANDHITRI NIM :

TESIS JUMLAH SEL NATURAL KILLER SEBAGAI FAKTOR RISIKO KEMATIAN PADA PASIEN SEPSIS BERAT

SANG AYU PUTU GANDHITRI NIM : 0914048207

PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR 2015 i

JUMLAH SEL NATURAL KILLER SEBAGAI FAKTOR RISIKO KEMATIAN PADA PASIEN SEPSIS BERAT

Tesis untuk Memperoleh Gelar Magister pada Program Magister, Program Studi Ilmu Biomedik Program Pascasarjana Universitas Udayana

SANG AYU PUTU GANDHITRI NIM 0914048207

PROGRAM MAGISTER PROGRAM STUDI ILMU BIOMEDIK PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS UDAYANA DENPASAR ii

2015 Lembar Pengesahan

TESIS INI TELAH DISETUJUI PADA TANGGAL 27 April 2015

Pembimbing I,

Pembimbing II,

dr.Tjokorda Gde Dharmayuda, SpPD- KHOM NIP. 195608211983121001

Prof. Dr. dr. I Gde Raka Widiana, SpPD KGH NIP. 195607071982111 001

Mengetahui

Ketua Program Studi Ilmu Biomedik Program Pascasarjana Universitas Udayana

Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana

Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, SpGK NIP. 195805211985031002

Prof. Dr. dr. A.A. Raka Sudewi, SpS (K) NIP. 195902151985102001

iii

Tesis Ini Telah Diuji dan Dinilai pada Tanggal 27 April 2015

Panitia Penguji Tesis Berdasarkan SK Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana, No : 984/UN14.4/HK/2015, Tanggal 27 April 2015

Penguji : Ketua: dr.Tjokorda Gde Dharmayuda, SpPD- KHOM Anggota: 1. Prof. Dr. dr. I Gde Raka Widiana, SpPD KGH 2. Dr. dr. Ida Sri Iswari, Sp.MK., M.Kes 3. Dr. dr. I D Made Sukrama, M.Si., Sp.MK (K) 4. Prof. Dr. dr. N. Adiputra, M.OH

iv

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN UNIVERSITAS UDAYANA PROGRAM PASCASARJANA PROGRAM MAGISTER ILMU BIOMEDIK Alamat : sekretariat Pascasarjana Universitas Udayana. Jl. Panglima Sudirman Denpasar, Bali Tel.0361-7475076, 7425201. Fax 0361-246656,223797. email.csaam [email protected]

SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT

Nama

: dr. Sang Ayu Putu Gandhitri

NIM

: 0914048207

Program Studi

: Magister Ilmu Biomedik (Combined - Degree)

Judul Tesis

: Jumlah Sel Natural Killer Sebagai Faktor Risiko Kematian Pada Pasien Dengan Sepsis Berat

Dengan ini menyatakan bahwa karya ilmiah tesis ini bebas plagiat. Apabila di kemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam karya ilmiah ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai peraturan Mendiknas RI No. 17 tahun 2010 dan peraturan Perundang - undang yang berlaku.

Denpasar, 27 April 2015 Yang membuat pernyataan,

v

(dr.Sang Ayu Putu Gandhitri)

UCAPAN TERIMA KASIH

Pertama-tama perkenankanlah penulis memanjatkan puji syukur ke hadapan Tuhan Yang Maha Esa/ Ida Sang Hyang Widhi Wasa, karena hanya atas asung wara nugraha-Nya/ Kurnia-Nya, tugas penyusunan tesis ini dapat diselesaikan. Penulis menyadari bahwa penyusunan tesis ini dapat terlaksana dengan baik berkat bimbingan, arahan, dorongan semangat, sumbangan pikiran, dan bantuan lainnya yang sangat berharga dari semua pihak. Pada kesempatan ini perkenankanlah penulis menyampaikan rasa hormat dan penghargaan yang setinggi-tingginya serta ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada :

1. Prof. Dr. dr. Ketut Suastika, Sp.PD-KEMD selaku Rektor Universitas Udayana yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan spesialis di Universitas Udayana 2. Prof. Dr. dr. Putu Astawa, Sp.OT (K)., M.Kes selaku Dekan Fakultas Kedokteran Universitas Udayana yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti pendidikan spesialis Ilmu Penyakit Dalam di Fakultas Kedokteran Universitas Udayana 3. Prof. Dr. dr. A.A Raka Sudewi, Sp.S (K) selaku Direktur Program Pascasarjana Universitas Udayana yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti Pendidikan Program Magister Program Studi Ilmu Biomedik Program Pascasarjana Universitas Udayana Denpasar vi

4. Dr. dr. Gde Ngurah Indraguna Pinatih, M.Sc, SpGK selaku ketua Program Studi Ilmu Kedokteran Biomedik Universitas Udayana yang telah memberikan banyak masukan dan bimbingan kepada penulis 5. dr. Anak Ayu Sri Saraswati, M.Kes selaku Direktur RSUP Sanglah Denpasar yang telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk belajar dan bekerja di RSUP Sanglah, Denpasar 6. DR. dr. Ketut Suega, Sp.PD-KHOM, selaku Kepala Bagian/SMF Ilmu Penyakit Dalam FK Unud/RSUP Sanglah yang telah memberikan kesempatan, petunjuk dan bimbingan serta arahan pada saat mengikuti pendidikan 7. Prof. Dr. dr. I Dewa Nyoman Wibawa, Sp.PD-KGEH, selaku Ketua Program Pendidikan Dokter Spesialis I Ilmu Penyakit Dalam FK Unud/RSUP Sanglah yang telah memberikan kesempatan, petunjuk dan bimbingan selama pendidikan 8. dr.Tjokorda Gde Dharmayuda, SpPD- KHOM selaku pembimbing I dan Kepala Divisi Geriatri Bagian/SMF Ilmu Penyakit Dalam FK Unud/RSUP Sanglah, Denpasar yang telah begitu banyak memberikan bimbingan yang sangat berharga terhadap penulis 9. Prof. Dr. dr. I Gde Raka Widiana, SpPD KGH selaku pembimbing II yang dengan penuh kesabaran memberikan bimbingan dan dorongan terhadap penulis

vii

10. Dr. dr. Ida Sri Iswari, sp.MK., M.Kes selaku penguji yang telah begitu sabar memberikan masukan dan saran yang sangat berguna bagi penyusunan tesis ini 11. Dr. dr. I D Made Sukrama, M.Si., Sp.MK (K) selaku penguji yang telah begitu sabar memberikan masukan dan saran yang sangat berguna bagi penyusunan tesis ini 12. Prof. Dr. dr. N. Adiputra, M.OH selaku penguji yang telah begitu sabar memberikan masukan dan saran yang sangat berguna bagi penyusunan tesis ini 13. Ayah dan ibu tercinta, Sang Putu Mandra dan Ni Nyoman Murniari yang telah mengasuh dan membesarkan penulis, memberikan dasar-dasar berpikir logik dan suasana demokratis sehingga tercipta lahan yang baik untuk berkembangnya kreativitas 14. Adik-adik saya tercinta, Sang Ayu Made Ginanti dan Sang Nyoman Oka Diputra yang turut memberikan dorongan sehingga dapat terselesaikannya tesis ini 15. Sahabat-sahabat saya, Siti Hajar Abdullah, Jovyta Augustine Cecilia Young dan Popy Istianti yang turut memberikan dorongan sehingga dapat terselesaikannya tesis ini

Kepada pihak-pihak yang namanya tidak dapat disebutkan satu persatu yang telah membantu penyelesaian tesis ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya. Semoga Tuhan Yang Maha Esa/ Ida Sanghyang Widi Wasa membalas budi baik serta senantiasa melimpahkan rahmat dan berkat-Nya kepada viii

semua pihak yang telah membantu pelaksanaan dan penyelesaian tesis ini, serta kepada penulis sekeluarga. Akhir kata, semoga penelitian ini dapat bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan dan bagi umat manusia secara keseluruhan.

Denpasar, 27 April 2015 Penulis,

Sang Ayu Putu Gandhitri ABSTRAK JUMLAH SEL NATURAL KILLER SEBAGAI FAKTOR PROGNOSTIK KEMATIAN PADA PASIEN SEPSIS BERAT Sampai saat ini sepsis masih merupakan masalah utama kesehatan dan penyebab kematian utama di dunia. Pada awalnya, penatalaksanaan sepsis lebih ditekankan pada proses eliminasi agen penyebab, namun belakangan dipahami bahwa ketidakseimbangan respon imun tubuh terhadap infeksilah yang memegang peranan penting dalam menentukan perjalanan dan outcome sepsis. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui risiko relatif kematian pada pasien sepsis berat dengan jumlah sel NK tinggi dibandingan dengan pasien sepsis berat dengan jumlah sel NK rendah pada pasien-pasien di RSUP Sanglah Denpasar. Rancangan penelitian ini adalah penelitian kohort prospektif dengan periode follow up 28 hari. Dalam penelitian ini, 60 pasien yang memenuhi kriteria sepsis berat dan syok sepsis berdasarkan International Sepsis Definitions Conference 2001 dikumpulkan. Cut off point sel NK dicari dengan menggunakan kurva ROC. Selanjutnya dilakukan analisis kesintasan diantara kedua kelompok sel NK dengan log-rank test dan kurva Kaplan-meier. Analisis multivariat dilakukan terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi mortalitas. Dari 60 subjek penelitian ini, angka kematian 28 hari pada pasien sepsis berat sebesar 60%. Mayoritas pasien adalah laki-laki (66,7%), rerata usia 59 tahun (SD 17,8). 39 (65%) subjek mengalami syok sepsis dan 21 (35%) subjek mengalami sepsis berat. Penyebab infeksi paling banyak adalah pneumonia (55%) serta infeksi saluran kencing (16,7%). Komorbiditas paling banyak adalah penyakit jantung, penyakit ginjal serta diabetes melitus. Rerata jumlah sel NK adalah 152,5 (21-908). Rerata skor APACHE II sebesar 27 (SD 9,2). Dengan kurva ROC didapatkan cut off point sel NK 145,5 dengan AUC 0,63, sensitivitas 63% dan spesifisitas 62,5%. Subjek dengan jumlah sel NK ≥ 145,5 lebih tinggi angka kematiannya dibandingkan dengan subjek dengan jumlah sel NK< 145,5 (HR=1,87, 95% CI = 0,94–3,7, p= 0,054). Analisis multivariat dengan cox ix

regression meliputi jumlah sel NK, penggolongan sepsis, sumber infeksi, komorbiditas dan skor APACHE II, menunjukkan bahwa skor APACHE II merupakan faktor prediktor kematian dalam 28 hari. Dari hasil penelitian ini dapat diambil kesimpulan bahwa, terdapat kecenderungan hubungan antara peningkatan jumlah sel NK dengan risiko kematian 28 hari pada pasien dengan sepsis berat. Pada analisis multivariat, skor APACHE II merupakan faktor risiko independen terhadap kematian Kata kunci : sel natural killer, sepsis berat, mortalitas

ABSTRACK NATURAL KILLER CELL COUNT AS A PROGNOSTIC FACTOR IN PATIENT WITH SEVERE SEPSIS Until this moment, sepsis still present as a major health problem. Sepsis remain as the most common cause of death among patients in the world. At first, elimination of the causative agent become the main treatment of sepsis. But now, it is widely known that immune system imbalance againts infection that determine the outcome of sepsis. The aim of this study is to compare relative risk of mortality between severe sepsis patients with high and low natural killer count in Sanglah Hospital. This is a cohort prospective study with 28 days follow up period. 60 people that fullfill the critheria of severe sepsis and shock sepsis based on International Sepsis Definitions Conference 2001 was collected. We devided two groups of high and low natural killer cell count using ROC curve, after that we do the survival analysis between those group using log-rank test and Kaplan-meier kurve. Multivariate analysis was used for other factors that influence mortality in patients with severe sepsis. 28 days mortality rate of this study was 60%. Majority of the sample was male (66,7%) with the mean age was 59 years old (SD 17,8). From 60 sample, 39 (65%) samples was classified as severe sepsis and 21 (35%) samples was classified as septic shock. The most common souce of infection was pneumonia (55%) followed by urinary tract infection (16,7%). The most comorbidites of the sample was kidney disease and diabetes melitus. Natural killer cell count’s mean was 152,5 cell/mm3(21-908) while APACHE II score’s mean was 27 (SD 9,2). With ROC curve, the cut of point of natural killer count was 145,5 with sensitivity 63%, specivicity 62,5% and AUC 0,63. Samples with natural killer cell count ≥145,5 was assosiated with increased risk of death at 28 days compared with x

samples with natural killer cell count <145,5 (HR=1,87, 95% CI = 0,94–3,7, p= 0,054). Multivariate analysis with natural killer cell count, sepsis status, source of infection, comorbidities and APACHE II score was performed. It showed that APACHE II score was independently assosiated with increased risk of death at 28 days in patients with severe sepsis. Our result demonstrate that high natural killer cell count was assosiated with increased risk of death of 28 days mortality in patients with severe sepsis. From multivariate analysis, APACHE II score was independently assosiated with increased risk of death of 28 days mortality in patients with severe sepsis. Keyword : natural killer cell, severe sepsis, mortality

DAFTAR ISI

SAMPUL DALAM ............................................................................................ i PRASYARAT GELAR ...................................................................................... ii LEMBAR PERSETUJUAN ............................................................................... iii PENETAPAN PANITIA PENGUJI .................................................................. iv SURAT PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ................................................... v UCAPAN TERIMAKASIH ............................................................................... vi ABSTRAK ....................................................................................................... . viii ABSTRACT ..................................................................................................... . ix DAFTAR ISI.................................................................................................... x DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... . xiii DAFTAR TABEL ............................................................................................ xiv DAFTAR SINGKATAN ................................................................................. xv DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvi BAB I PENDAHULUAN .............................................................................. 1 1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ..................................................................................... 4 1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................................... 4 1.4 Manfaat Penelitian .................................................................................... 4 xi

BAB II KAJIAN PUSTAKA .......................................................................... 2.1 Sepsis Berat dan Respon Imun Pada Sepsis............................................... 2.1.1 Definisi Sepsis................................................................................... 2.1.2 Diagnosis Sepsis Berat dan Syok Sepsis ........................................... 2.1.3 Patogenesis Sepsis Berat ................................................................... 2.1.4 Respon Imun Pada Sepsis ................................................................. 2.1.5 Sepsis Menekan Respon Imun Innate Dan Adaptif .......................... 2.2 Sel NK dan Mekanisme Kerjanya .............................................................. 2.2.1 Definisi Sel NK ................................................................................. 2.2.2 Perkembangan Sel NK ...................................................................... 2.2.3 Subset Sel NK ................................................................................... 2.2.3.1 Sel NK CD56bright ................................................................. 2.2.3.1 Sel NK CD56dim .................................................................... 2.2.4 Reseptor Sel NK................................................................................ 2.2.5 Mekanisme Kerja Sel NK ................................................................. 2.3 Sel NK dan Sepsis ..................................................................................... 2.3.1 Sel NK Sebagai Mata Rantai Sel Imun Innate Dan Adaptif ............. 2.3.2 Aktivasi Sel NK Pada Infeksi Bakteri ............................................... 2.3.3 Aktivasi Sel NK Oleh Sel Imun Lainnya .......................................... 2.3.4 Peranan Sel NK Pada Sepsis .............................................................

6 6 5 7 7 9 11 13 13 14 16 17 18 19 23 24 24 26 29 31

B A B III KERANGKA BERPIKIR, KONSEP DAN HIPOTESIS PENELITIAN 3.1 Kerangka Berpikir ..................................................................................... 35 3.2 Kerangka Konsep ...................................................................................... 35 3.2 Hipotesis Penelitian................................................................................... 36 B A B IV METODE PENELITIAN ................................................................ 37 4.1 Rancangan Penelitian ................................................................................. 37 4.2 Populasi, Sampel dan Besar Sampel .......................................................... 37 4.2.1 Populasi .......................................................................................... 37 4.2.1.1 Populasi Target .................................................................. . 37 4.2.1.2 Populasi Terjangkau .......................................................... . 37 4.2.2 Sampel ............................................................................................ 37 4.2.2.1 Kriteria Inklusi ................................................................... 38 4.2.2.2 Kriteria Eksklusi................................................................. 38 4.2.3 Besar Sampel .................................................................................. 38 xii

4.3 Variabel Penelitian ..................................................................................... 4.3.1 Variabel Bebas ............................................................................... 4.3.2 Variabel Tergantung....................................................................... 4.3.3 Variabel Kendali ............................................................................ 4.4 Definisi Operasional Variabel ................................................................... 4.5 Tempat dan Waktu Penelitian .................................................................... 4.6 Alur Penelitian ........................................................................................... 4.7 Prosedur Penelitian..................................................................................... 4.8 Analisis Data ..............................................................................................

39 39 39 39 39 43 44 45 45

BAB V HASIL PENELITIAN ........................................................................ . 47 5.1 Karakteristik Sampel Penelitian ................................................................. . 47 5.2Cut Off Point Sel NK .................................................................................. . 49 5.3 Analisis Kesintasan diantara Kedua Kelompok Sel NK ............................ . 50 5.4 Analisis Multivariat Berbagai Faktor yang Mempengaruhi Mortalitas ..... . 50

BAB VI PEMBAHASAN ................................................................................ . 52 6.1 Karakteristik Sampel Penelitian ................................................................. . 52 6.2 Jumlah Sel NK Tinggi Meningkatkan Risiko Kematian Pada Pasien Sepsis Berat ............................................................................................... . 54 BAB VII SIMPULAN DAN SARAN ............................................................ . 61 7.1 SIMPULAN ............................................................................................... . 61 7.2 SARAN .................................................................................................. 61 DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 62

xiii

DAFTAR GAMBAR Halaman 2.1 Patofisiologi Sepsis Berat dan Syok Sepsis ............................................. 8 2.2 Tiga Fase Sistem Imun Terhadap Infeksi................................................. 10 2.3 Respon Sistem Imun Terhadap Sepsis ..................................................... 10 2.4 Perkembangan Sel NK ............................................................................. 14 2.5 Konsep Perkembangan Sel NK CD56dim ................................................. 15 2.6 Perbandingan Fenotip Antara CD56bright dengan CD56dim ...................... 17 2.7 Aktivitas Reseptor-Reseptor Sel NK ....................................................... 20 2.8 Reseptor Sel NK dan Ligandnya .............................................................. 22 2.9 Teori Missing Self .................................................................................... 23 2.10 Mekanisme Kerja Sel NK ....................................................................... 24 2.11 Kemampuan Memori Imunologis Sel NK ............................................... 24 2.12 Aktivasi Sel NK Oleh PAMPs Bakteri .................................................... 27 2.13 Jalur Aktivasi Sel NK Secara Tidak Langsung Pada Infeksi Bakteri ...... 28 2.14 Komunikasi Antara Sel NK dengan Sel Dendritik .................................. 29 2.15 Sinyal Aktivasi dan Inhibisi Sel NK dari Berbagai Sel Imun .................. 30 xiv

2.16 Respon Sel NK dalam Sepsis ................................................................... 32 3.2 Kerangka Konsep Penelitian ..................................................................... 35 4.1 Rancangan penelitian ................................................................................ 37 4.3 Skema Alur Penelitian............................................................................... 44 5.1 Kurva ROC Jumlah Sel NK ...................................................................... . 49 5.2 Kurva Kaplan-Meyer ................................................................................. . 50 6.1 Respon Inflamasi Pada Sepsis ................................................................... . 56 6.2 Respon Imun Pada Sepsis .......................................................................... . 57

DAFTAR TABEL

2.1 2.2 5.1 5.2

Halaman Definisi Sepsis.......................................................................................... 6 Fluktuasi Komponen Sistem Imun Innate dan Adaptif Pada Kondisi Sepsis ................................................................................. . 13 Karakteristik Dasar Sampel Penelitian...................................................... . 48 Analisis Multivariat Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Mortalitas .................................................................................................. 51

xv

DAFTAR SINGKATAN SINGKATAN

ADCC

: Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity

CARS

: Compensatory Anti-inflamatory Response Syndrome

CTLD

: C-type Lectin-like Domain

DAMPs

: Damage-Assosiated Molecular Pattern

HLH

: Hemophagocytic Limphohistiocytic

HPC

: Hematopoetic Progenitor Cell

ITAM

: immunoreceptor Tyrosine-based Activation Motif xvi

ITIM

: immunoreceptor Tyrosine-based Inhibitory Motif

KIR

: Killer Immunoglobulin-like Receptor

LCR

: Leucocyte Receptor Complex

LPS

: Lipopolysaccharide

MAMPs

: Microbial-Assosiated Molecular Pattern

MAS

: Macrophage Activation Syndrome

NCR

: Natural Cytotoxicity Receptor

NK

: Natural Killer

NLR

: Nucleotide Oligomerization domain- Like Receptor

PAMPs

: Pathogen-Assosiated Molecular Pattern

PRR

: Pattern Recognition Receptor

SIRS

: Sistemic Inflamatory Response Sindrome

SOFA

: Sequensial Organ Failure Assestment

TLR

: Toll-Like Receptor DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Surat Lampiran Kelaikan Etik (Ethical Clearance) ................... 69 Lampiran 2. Surat Ijin Penelitian Dari Direktur SDM dan Pendidikan .......... 70 Lampiran 3. Informed Consent ....................................................................... 71 Lampiran 4. Formulir Persetujuan Tertulis ...................................................... 73 Lampiran 5. Prosedur Pemeriksaan Jumlah Sel NK ....................................... 74 Lampiran 6. Kuesioner Penelitian ................................................................... 76 Lampiran 7. Hasil Jumlah Sel NK, Waktu dan Status Morbiditas ................. . 78 Lampiran 8. Hasil Analisis Data dengan Perangkat Lunak Komputer ........... . 80 Lampiran 9. Rencana Jadwal Penelitian dan Anggaran Biaya Penelitian ...... . 81 Lampiran 10. Skor APACHE........................................................................... . 82

xvii