Cermin Dunia Kedokteran

HASIL PENELITIAN

Respon terhadap Antigen Protektif

Vaksin Pertusis Seluler

dan Aseluler pada Mencit

Sarwo Handayani, Muljati P, Siti Mariani, Farida S, Sumarno, Dewi Parwati

Pusat Penelitian Penyakit Menular, Badan Penelitian dan Pengembangan Kesehatan

Departemen Kesehatan RI, Jakarta

ABSTRAK

Ada dua macam vaksin pertusis yaitu vaksin pertusis seluler dan aseluler. Vaksin

pertusis seluler adalah vaksin pertusis yang mengikutsertakan seluruh komponen sel

bakteri Bordetella pertussis. Pemeriksaan potensi vaksin pertusis seluler telah dilaku-

kan secara rutin dengan menggunakan mencit yang dipelihara di Puslit Penyakit

Menular. Vaksin pertusis aseluler merupakan vaksin pertusis yang hanya mengandung

komponen antigen protektif PT (Pertussis Toxin) dan FHA (Filamentous Haemaggluti-

nin). Vaksin ini dikembangkan di Jepang sejak tahun 1981 dan telah dilakukan uji coba

di beberapa negara termasuk Indonesia.

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui respon mencit yang dipelihara di Puslit

Penyakit Menular terhadap antigen protektif PT dan FHA pada vaksin pertusis aseluler

dan membandingkan terhadap vaksin pertusis seluler serta memeriksa potensi vaksin

yang digunakan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa respon mencit terhadap antigen PT dan FHA

dalam vaksin pertusis aseluler cukup baik yaitu 24,6 EU/ml (PT) dan 96,5 EU/ml

(FHA), sedangkan dalam vaksin pertusis seluler adalah 30,9 EU/ml (PT) dan 106,9

EU/ml (FHA). Potensi vaksin yang diperiksa cukup baik dan tidak jauh berbeda

dengan hasil pemeriksaan di Jepang. Hal ini menunjukkan bahwa mencit yang dipeli-

hara secara konvensional di Puslit Penyakit Menular memenuhi syarat untuk digunakan

dalam pemeriksaan potensi vaksiri pertusis aseluler.

PENDAHULUAN

Vaksin pertusis seluler (whole cell vaccine) adalah vaksin

yang dibuat dari suspensi bakteri Bordetella pertussis yang

telah mati. Penggunaan vaksin ini telah terbukti secara efektif

menurunkan angka kesakitan dan kematian karena penyakit

pertusis. Pemberian vaksin dan pertusis seluler digabung ber-

sama vaksin toksoid difteri dan tetanus.

Penggunaan vaksin pertusis seluler meskipun aman, sering

diikuti reaksi samping, seperti kemerahan, pembengkakan,

demam dan gejala sistematik lainnya

(1)

Berbagai penelitian telah dilakukan untuk menghilangkan

endotoksin yang diperkirakan menyebabkan terjadinya efek

samping dan memurnikan komponen yang memberikan per-

lindungan efektif terhadap infeksi kuman Bordetella pertussis.

Pada tahun 1981 di Jepang telah dikembangkan vaksin

pertusis aseluler, yaitu vaksin pertusis yang hanya mengandung

antigen Pertusis Toxin (PT) dan Filamentous Hemagglutinin

(FHA). Kedua komponen ini memberikan perlindungan efektif

terhadap infeksi kuman Bordetella pertussis face I dari strain

Tohama; setelah dibuang komponen endotoksinnya, antigen

tersebut dimurnikan dan didetoksifikasi dengan formalin, yang

terakhir ditambah dengan sedikit ajuvan gel aluminium

(5)

Vaksin DPT aseluler (DPaT) ini telah digunakan dalam

program imunisasi di Jepang sejak tahun 1981

(1,2)

, dan telah

dilakukan uji coba di beberapa negara lain termasuk Indonesia.

Komposisi PT dun FHA pada vaksin pertusis berbeda satu

Cermin Dunia Kedokteran No. 126, 2000

sama lain tergantung pabrik pembuatnya. Vaksin pertusis buat-

an Takeda Jepang mengandung komposisi PT dan FHA dengan

perbandingan 9:1 dan sedikit aglutinogen, komposisi ini hampir

sama dengan vaksin pertusis buatan Kaketsuken yaitu 8:2.

Sedangkan vaksin buatan Biken dengan komposisi 1:1 tanpa

aglutinogen

(1)

. Vaksin DPT yang selama ini digunakan secara

rutin dalam program imunisasi di Indonesia adalah vaksin DPT

buatan Biofarma. Vaksin ini merupakan vaksin seluler yang

mengandung semua komponen sel Bordetella pertussis.

Selama ini vaksin aseluler belum digunakan di Indonesia

sehingga pemeriksaan potensinyapun belum dilakukan secara

rutin. Pemeriksaan potensi vaksin pertusis aseluler adalah sama

dengan pemeriksaan potensi vaksin pertusis seluler yaitu

dengan metode challenge secara intraserebral pada mencit.

Penggunaan mencit untuk pemeriksaan potensi vaksin per-

tusis didasarkan atas pertimbangan bahwa di samping peme-

liharaan yang lebih mudah dan murah, juga dapat memberikan

gambaran yang hampir sama dengan manusia. Mencit yang

digunakan di luar negeri adalah mencit yang dipelihara khusus

(specific pathogen free), sedangkan mencit di Indonesia

dipelihara secara konvensional. Untuk itu perlu diketahui apa-

kah mencit yang dipelihara di Puslit Penyakit Menular dapat

memberikan respon imun yang memenuhi syarat untuk

digunakan dalam pemeriksaan potensi vaksin pertusis aseluler.

Pada penelitian ini dilakukan pemeriksaan antibodi ter-

hadap vaksin pertusis seluler dan aseluler terutama terhadap

antigen PT dan FHA dengan cara ELISA pada mencit.

TUJUAN

Mengetahui respon antibodi mencit yang dipelihara di

Puslit Penyakit Menular terhadap antigen protektif dalam

vaksin pertusis aseluler dan seluler.

Mengetahui apakah mencit yang dipelihara di Puslit

Penyakit Menular memenuhi syarat untuk dapat digunakan

dalam pemeriksaan potensi vaksin pertusis aseluler.

Memeriksa potensi vaksin aseluler dengan menggunakan

mencit Indonesia dan membandingkannya dengan hasil

pemeriksaan di Jepang.

BAHAN DAN CARA KERJA

Sebanyak 180 ekor mencit betina strain Swiss yang

dibiakkan di Puslit Penyakit Menular, umur 4 minggu dengan

berat badan 14-16 gram, dibagi dalam 3 kelompok yang

diimunisasi dengan:

1) Standard Vaksin Pertussis (NSPV) 12,0 IU/ml, dibuat tiga

pengenceran yaitu 12, 60 dan 300 kali masing-masing me-

ngandung 1 IU/ml, 0,2 IU/ml dan 0,04 IU/ml.

2) Vaksin pertusis seluler (Whole cell vaccine) buatan Bio

Farma dibuat 3 pengenceran yaitu 8, 40 dan 200 kali.

3) Vaksin pertusis aseluler buatan Kaketsuken Jepang, dibuat

3 pengenceran yaitu 8, 40, dun 200 kali.

Setiap kelompok mencit yang terdiri dari 60 ekor, masing-

masing disuntik dengan salah satu vaksin tersebut sebanyak 0,5

ml secara intraperitoneal (Setiap pengenceran vaksin disuntik-

kan pada 20 ekor mencit). Dua minggu dan 3 minggu setelah

imunisasi, dilakukan pengambilan darah vena dari ujung ekor

mencit sebanyak 300 ul. Darah kemudian dipisahkan seranya

dan disimpan pada suhu -20°C sampai dilakukan pemeriksaan

ELISA untuk mengukur kadar antibodi.

Pengukuran titer antibodi

Pengukuran titer antibodi mencit terhadap antigen PT dan

FHA vaksin pertusis seluler dan aseluler dilakukan secara

ELISA

(5)

. Coating antigen menggunakan antigen PT dan FHA

buatan laboratorium CIBA Jepang, dengan konsentrasi 4 ug

P/ml untuk PT dan 2 ug/ml untuk FHA. Hasil diperoleh ber-

dasarkan chequerboard yang telah dibuat.

Reference sera (sediaan baku) buatan laboratorium CIBA

Jepang, dibuat dari serum anti mice yang mengandung PT 250

Unit dan FHA 400 unit dalam bentuk kering.

Pengujian potensi vaksin

Pada kelompok mencit yang diimunisasi dengan vaksin

pertusis seluler dan aseluler, sehari setelah pengambilan darah

(2 dan 3 minggu setelah imunisasi) mencit dichallenge dengan

cara menyuntikkan Bordetella pertussis strain BP 18-323

sebanyak 50 ribu kuman dalam 0,03 ml suspensi secara intra-

serebral. Sebagai kelompok kelola digunakan 50 mencit yang

dibagi dalam 5 kelompok, masing-masing disuntik dengan

berbagai konsentrasi kuman, untuk menentukan Lethal Dosage

50 (LD 50).

Pengamatan terhadap kematian hewan dilakukan selama

2-3 minggu. Hasil yang diperoleh dibandingkan dengan standar

pemeriksaan potensi vaksin (NSPV) buatan Jepang dan di-

hitung dengan Probit Analisis untuk menentukan potensi

vaksin pertusis.

Analisis

Membandingkan geometric mean titer anti PT dan anti

FHA mencit setelah imunisasi dengan vaksin pertusis

seluler dan aseluler, serta melihat kenaikan titer pada 2 dan

3 minggu setelah imunisasi.

Menghitung potensi vaksin pertusis seluler dan aseluler

dan membandingkannya dengan hasil pemeriksaan di

Jepang.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bordetella pertussis merupakan penyebab penyakit

pertusis (batuk rejan) yang mengandung beberapa komponen

yaitu Peitusis Toxin (PT), Filamentous Hemagglutinin (FHA),

Aglutinogen, endotoksin dan protein lainnya

(4)

Pertussis Toxin (PT) dan Filamentous Hemagglutinin

(FHA) merupakan antigen protektif utama dalam vaksin

pertusis. PT sering disebut juga LPF (Lymphocytosis Promot-

ing Factor), pertussigen, islet-activating protein dan histamin-

sensitizing factor, merupakan suatu protein toksin yang

mempunyai peranan biologis sebagai perangsang limfositosis,

hiopersensitivitas histamin, menaikkan produksi insulin, dan

memberikan perlindungan pada mencit terhadap challenge

intraserebral kuman Bordetella pertussis. Sedangkan FHA

merupakan suatu filamen protein yang membantu perlekatan

kuman Bordetella pertussiso. Dua minggu setelah imunisasi,

titer antibodi mencit terhadap antigen PT setelah vaksinasi

Cermin Dunia Kedokteran No. 126, 2000 53

pertusis aseluler adalah 24,6 EU/ml sedangkan setelah vaksi-

nasi pertusis seluler lebih tinggi yaitu 30,9 EU/ml. Seminggu

kemudian titer antibodi mencit mengalami kenaikan menjadi

87,9 EU/ml dan 56,0 EU/ml pada vaksinasi pertusis aselular

dan seluler (Tabel 1). Pada Gambar 1 terlihat kenaikan titer

antigen PT setelah vaksinasi aseluler lebih tinggi daripada

vaksinasi pertusis seluler.

Tabel 1. Titer antibodi mencit terhadap antigen PT dan FHA 2 dan 3 minggu

setelah imunisasi.

Antibodi PT (EU/ml) Antibodi FHA (EU/ml)

Jenis vaksin Sampel

2 minggu

3 minggu

2 minggu

3 minggu

NSPV 20 10,7 11,9 72,5 21,0

aseluler 20 24,6 87,9 96,5 169,0

P seluler

30,9

56,0

106,9

333,0

Gambar 1. Titer antibodi mencit terhadap antigen PT setelah 2 dan 3

minggu imunisasi.

2 minggu

3 minggu

Selang waktu imunisasi

A = NSPV

B = P. aseluler

C = P. seluler

Titer antibodi mencit terhadap antigen FHA setelah 2

minggu imunisasi, antara vaksin pertusis aseluler dan seluler

tidak jauh berbeda yaitu 96,5 RU/ml dan 106,9 EU/ml. Namun

satu minggu kemudian titer antibodi terhadap vaksin pertusis

seluler mengalami kenaikan yang cukup tinggi menjadi 333,0

EU/ml, sedangkan terhadap vaksin pertusis aseluler adalah

169,0 EU/ml (Gambar 2).

Titer antibodi mencit terhadap antigen FHA lebih tinggi

daripada terhadap antigen PT baik pada vaksin pertusis seluler

maupun aseluler; hal ini karena dalam vaksin pertusis aseluler

yang digunakan, komposisi antigen FHA lebih besar daripada

PT (8:2).

Antibodi terhadap vaksin pertusis seluler lebih tinggi jika

dibandingkan dengan antibodi terhadap vaksin pertusis aselu-

ler, karena kandungan antigen PT dan FHA dalam vaksin

seluler lebih tinggi dari vaksin aseluler (Tabel 1).

Salah satu faktor yang mempengaruhi titer antibodi yang

terbentuk ialah potensi vaksin yang digunakan. Potensi vaksin

yang baik dan memenuhi syarat akan menghasilkan titer

antibodi

2 minggu

3 minggu

Selang waktu imunisasi

A = NSPV

B = P. aseluler

C = P. seluler

Gambar 2. Titer antibodi mencit terhadap antigen FHA setelah 2 dan 3

minggu imunisasi.

yang tinggi pada selang waktu tertentu. Hasil potensi vaksin

pertusis aseluler dan seluler dapat dilihat pada Tabel 2. Pada

challenge 2 minggu setelah imunisasi potensi vaksin aseluler

adalah 6,4 IU/ml sedangkan pada vaksin seluler lebih tinggi

yaitu 10,0 IU/ml. Bila challenge dilakukan 3 minggu setelah

imunisasi potensi vaksin pertusis aseluler adalah 9,1 IU/ml,

sedangkan potensi vaksin seluler adalah 10,6 IU/ml. WHO

menetapkan bahwa potensi vaksin pertusis yang baik dan

cukup protektif digunakan adalah lebih besar dari 8 IU/ml dan

waktu challenge vaksin pertusis seluler adalah 2-3 minggu

setelah imunisasi; namun berdasarkan perhitungan waktu dan

biaya maka ditentukan 2 minggu. Sedangkan untuk vaksin

aseluler waktu challenge adalah 3 minggu, untuk mendapatkan

titer antibodi yang optimal.

Tabel 2. Titer antibodi mencit terhadap antigen PT dan FHA 2 dan 3

minggu setelah imunisasi.

Jenis vaksin

Potensi vaksin (IU/ml)

2 minggu

3 minggu

P. aseluler

6,4

9,1

P. seluler

10,0

10,6

Keterangan :

NSPV : National Standard Pertusis Vaccine

EU/ml : Elisa Unit/ml

IU/ml : International Unit/ml

Potensi vaksin pertusis seluler dan aseluler yang digunakan

memenuhi persyaratan minimum yang ditetapkan oleh WHO.

Namun mengingat perhitungan ekonomi, maka waktu

challenge untuk pemeriksaan potensi vaksin pertusis seluler

dilakukan pada 2 minggu setelah imunisasi karena selain waktu

yang diperlukan relatif singkat juga menghemat biaya peme-

liharaan mencit. Sedangkan untuk vaksin pertusis aseluler

challenge dilakukan 3 minggu setelah imunisasi, untuk men-

Cermin Dunia Kedokteran No. 126, 2000

dapatkan titer antibodi yang optimal.

Apakah mencit yang digunakan cukup baik untuk peme-

riksaan potensi vaksin pertusis aseluler, dapat diketahui dengan

membandingkan hasil pemeriksaan yang dilakukan oleh

pembuatnya (Jepang). Tabel 3 menunjukkan hasil pemeriksaan

potensi vaksin seluler dan aseluler dari batch yang sama yang

dilakukan di Indonesia dan Jepang. Tampak bahwa potensi

vaksin pertusis yang diperiksa di Jepang lebih tinggi daripada

pemeriksaan di Indonesia. Hal ini disebabkan karena sistim

pemeliharaan mencit di Jepang lebih baik, jika dibandingkan

dengan Indonesia yang dipelihara secara konvensional. Namun

demikian, nilai potensi vaksin tersebut masih memenuhi

standar minimum yang ditetapkan oleh WHO. Hal ini me-

nunjukkan bahwa mencit yang dipelihara secara konvensional

di Puslit Penyakit Menular dapat digunakan untuk pengukuran

potensi vaksin pertusis aseluler.

Tabel 3. Hasil pemeriksaan potensi vaksin pertusis seluler dan aseluler

yang diperiksa di Indonesia dan di Jepang.

Vaksin

Jepang (IU/ml)

Indonesia (IU/ml)

P. aseluler

10,88

9,05

(Lyop) 8,40

P. seluler

20,22

14,09

12,50

KESIMPULAN

Pada 2 minggu setelah imunisasi, titer antibodi mencit

terhadap antigen PT dan FHA pada vaksin pertusis seluler dan

aseluler hampir sama. Titer antibodi mengalami kenaikan pada

3 minggu setelah imunisasi terutama terhadap antigen FHA.

Titer antibodi terhadap antigen FHA lebih tinggi daripada

antigen PT baik pada vaksin pertusis seluler maupun aseluler.

Potensi vaksin pertusis seluler dan aseluler yang digunakan

cukup baik, challenge pada pemeriksaan potensi vaksin

pertusis seluler dilakukan 2 minggu setelah imunisasi, sedang-

kan pada vaksin pertusis aseluler adalah 3 minggu.

Mencit yang dibiakkan secara konvensional di PPM

Jakarta terbukti dapat digunakan untuk pemeriksaan potensi

vaksin pertusis aseluler.

UCAPAN TERIMA KASIH

Kami sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu penelitian ini.

KEPUSTAKAAN

1. Kactz S. Periussis vaccination : Acellular Pertussis Vaccine for

Reinforcing and Booster Use. Supplementary ACID Statement. MMWR

1992; 41: 1-3.

Kimura M, Kuni-Sakai H. Pertussis Vaccine in Japan. Acta Paediatr Jpn

1988; 30: 143-6.

Viljannen et al. Serological Diagnosis of Pertussis : IgM, IgA and IgG

antibodies against Bordetella pertussis measured by Enzyme-Linked

Immunosorbent Assay (ELISA). Scand J Infect Dis 1982;14: 117-9.

4. Kimura M, Hikino N. Result with a New DPT Vaccine in Japan.

Develop. Biol. Standard. 1985; 61: 545-61.

Kaketsuken. Manual of Anti-PT and anti-FHA Assay. 1991.

What the soul is, the soul itself knows not

(Cicero)

Cermin Dunia Kedokteran No. 126, 2000 55