Imunologi Dasar dan Infeksi

Infeksi Menular

• Penyakit menular merupakan masalah kesehatan utama di seluruh dunia.
• Pola penyakit infeksi bervariasi di negara berpendapatan tinggi dan rendah.
• Di negara berpendapatan tinggi, kematian terutama terjadi pada pasien dengan imunokompromais, dengan influenza dan pneumonia sebagai penyebab kematian teratas.
• Di negara berpendapatan rendah, pelayanan kesehatan dan akses yang tidak memadai, serta malnutrisi dapat memperburuk hasil penyakit.

Prinsip Umum Patogenesis Penyakit Akibat Mikroba

• Faktor utama penyebab penyakit menular di seluruh dunia.
• Pola penyakit infeksi terbagi atas dua kategori: negara berpendapatan tinggi dan rendah.
• Di negara berpendapatan tinggi, faktor kematian utama pada pasien imunokompromais didominasi oleh penyakit influenza dan pneumonia.
• Di negara berpendapatan rendah, kurangnya akses dan kualitas pelayanan kesehatan, serta malnutrisi menjadi faktor yang memperburuk hasil penyakit menular.

Bagaimana Mikroorganisme Menyebabkan Penyakit

• Mikroorganisme menyerang melalui pintu masuk ke tubuh.
• Mikroorganisme menyebabkan kerusakan jaringan dengan menghasilkan toksin yang mematikan sel, mendegradasi komponen jaringan, dan merusak pembuluh darah.
• Reaksi imun dari inang yang terjadi dapat menyebabkan kerusakan jaringan tambahan.

Jalur Infeksi Mikroba

• Infeksi mikroba dapat menembus sistem pertahanan tubuh melalui berbagai jalur.
• Saluran kulit adalah pertahanan pertama terhadap penetrasi mikroorganisme.
• Kerusakan integritas kulit memungkinkan masuknya mikroorganisme patogen.
• Gigitan serangga, tusukan jarum atau luka merupakan jalur umum mikroorganisme untuk menyerang kulit.

Pertahanan Kulit

• Keratin pada epidermis yang utuh berperan sebagai barier mekanis terhadap penetrasi mikroorganisme.
• pH rendah, produksi asam lemak dan defensin merupakan mekanisme antimikroba tambahan pada kulit.
• Peptida toksik bagi bakteri merupakan pertahanan tambahan pada kulit.

Patogenesis Infeksi pada Traktus Gastrointestinal

• Pertahanan traktus gastrointestinal meliputi asam lambung, lapisan mukosa usus, enzim pankreas dan empedu.
• Antibodi IgA, peristalsis, serta flora normal juga ikut berperan.
• Mikroorganisme yang menginfeksi traktus tersebut dapat menghasilkan toksin yang menyebabkan penyakit.
• Beberapa contohnya: S. aureus, V. cholerae, enterotoxigenic E. coli, Shigella spp., Salmonella enterica, Campylobacter jejuni, dan Entamoeba histolytica.

Patogenesis Infeksi pada Traktus Respiratorius

• Pertahanan pada traktus respiratorius melibatkan lapisan mucociliary blanket di hidung dan saluran napas atas untuk memerangkap mikroorganisme.
• Mekanisme pertahanan melibatkan transpor mikroorganisme ke belakang tenggorok melalui gerakan silia untuk ditelan.
• Beberapa contoh patogen dalam menginfeksi traktus respiratorius yang mengganggu aktivasi silia di antaranya Mycoplasma pneumoniae dan Bordetella pertussis .
• Contoh lain dari patogen yang resisten terhadap fagositosis adalah Mycobacterium TB.
• Gangguan pertahanan pada traktus respiratorius dapat terjadi akibat defisiensi imun, penggunaan antibiotik spektrum luas, serta penyakit paru kronis seperti influenza, ventilasi mekanik, merokok, fibrosis kistik, dan infeksi jamur (Pneumocystis jirovecii pada pasien AIDS, dan Aspergillus spp. pada pasien neutropenia).

Patogenesis Infeksi pada Traktus Urogenital

• Urin normal mengandung sedikit bakteri dengan virulensi rendah.
• Mekanisme utama pertahanan adalah pengosongan rutin melalui mikturisi.
• Obstruksi pada aliran urin, atau refluks urin dapat meningkatkan risiko infeksi saluran kemih.
• Pada wanita, organ genital vagina diproteksi oleh lactobacilli yang menghasilkan asam laktat, yang akan menurunkan pH vagina dan menekan pertumbuhan patogen.
• Ketidakseimbangan flora normal dapat menyebabkan pertumbuhan jamur (vaginal candidiasis).

Transmisi Vertikal

• Transmisi dari ibu ke janin atau bayi baru lahir dapat melalui jalur plasenta-janin, selama proses persalinan pervaginam (gonococcal dan chlamydial conjunctivitis), atau melalui ASI (CMV, HIV, HBV).

Penyebaran dan Diseminasi Mikroba di dalam Tubuh

• Mikroba dapat terlokalisasi atau menyebar melalui sistem limfatik, darah, atau saraf.
• Proses dimulai dengan penetrasi barier mukosa atau epitel.
• Dapat menyebabkan reaksi inflamasi sistemik (SIRS) atau sepsis.

Transmisi Mikrob Antarmanusia

• Transmisi paling umum melalui rute respirasi, fekal-oral, atau seksual.
• Rute transmisi tambahan meliputi saliva, darah dihisap vektor arthropoda (nyamuk, kutu, tungau), infeksi zoonosis (transmisi antar binatang-manusia), kontak langsung, konsumsi, atau vektor invertebrata.

Interaksi Inang-Patogen

• Luaran infeksi ditentukan oleh virulensi mikrob dan respons imun inang.
• Respon imun meliputi eliminasi, eksaserbasi, atau kerusakan jaringan.
• Strategi patogen untuk menghindari sistem imun.

Efek Kerusakan pada Imunitas Host

• Kerusakan jaringan dapat terjadi sebagai respon imun atas mikrob, meliputi reaksi inflamasi granulomatosa.
• Respons sel T inang dan sel NK yang bertugas membunuh sel.
• Cross-reaksi antibodi dengan jaringan.
• Deposisi kompleks imun.
• Siklus inflamasi dan cedera epitel yang berulang.
• Aktivasi onkogen, terutama dipicu oleh inflamasi kronis.

Infeksi pada Pasien Imunodefisiensi

• Defek pada imunitas bawaan dan adaptif dapat membuat pasien rentan terhadap infeksi oportunistik.
• Penyebab umum imunodefisiensi meliputi defisiensi primer (bawaan) dan sekunder (didapat).

Imunodeficiensi Primer

• Defisiensi antibodi, yang dapat menyebabkan kerentanan terhadap infeksi bakteri ekstraseluler dan beberapa virus.
• Defek pada sistem komplemen yang menyebabkan kerentanan terhadap bakteri berkapsul dan terkait infeksi Neisseria spp.
• Kelainan fungsi neutrofil, yang dapat menyebabkan kerentanan terhadap infeksi S. aureus, beberapa bakteri gram negatif, dan jamur.
• Kelainan pada jalur pensinyalan TLR, yang menyebabkan predisposisi terhadap infeksi bakteri piogenik dan gangguan respon TLR3 yang terkait dengan ensefalitis.
• HSV pada anak-anak yang dapat menyebabkan kerentanan terhadap patogen intraseluler, terutama virus, dan beberapa parasit.

Imunodeficiensi Sekunder

• HIV/AIDS.
• Proliferasi sel yang menekan fungsi sumsum tulang (seperti leukemia).
• Obat imunosupresif (untuk pasien dengan penyakit autoimun, penerima transplantasi organ, pasien kanker)
• Penurunan fungsi imun yang berkaitan dengan usia.
• Penyakit non-imun (fibrosis kistik, penyakit sel sabit).
• Malnutrisi.

Kerusakan Host oleh Mikrob

• Kerusakan jaringan dapat terjadi melalui kontak langsung dengan sel inang,
• Mikroorganisme menghasilkan toksin jarak jauh,
• Enzim yang mendegradasi berbagai jaringan, atau merusak pembuluh darah dan menyebabkan nekrosis iskemia.
• Menghasilkan respon imun host yang merusak.

Sistem Respon Inflamasi terhadap Infeksi

• Berbagai respon inflamasi terhadap infeksi, yang bersifat supuratif/purulen, mononuklear/granulomatosa dan lainnya, yang berasosiasi dengan penyakit spesifik.
• Tipe respon inflamasi yang terjadi dapat bervariasi berdasarkan penyebab infeksi.
• Beberapa contoh penyakit yang memperlihatkan tipe-tipe respon inflamasi yang berbeda di antaranya: pneumonia (S. aureus), abses (Staphylococcus spp), penyakit sifilis, kanker serviks (human papillomavirus), cacar air, cacar ular, Herpes, ganggren (Clostridium perfringens), Hepatitis (hepatitis B virus) dll.

Infeksi Virus Akut

• Jenis virus yang menyebabkan infeksi akut meliputi: campak, gondongan, poliomielitis, virus West Nile, dan Covid-19.
• Jenis virus yang menyebabkan demam berdarah meliputi: demam berdarah, virus Zika.

Campak

• Campak adalah infeksi virus akut yang berpengaruh luas pada multipel organ, beragam severitas klinisnya dari ringan hingga berat.
• Karakteristiknya meliputi: sel raksasa dan inklusi eosinofilik intranuklear.

Gondongan

• Gondongan merupakan infeksi virus sistemik akut yang ditandai dengan nyeri dan pembengkakan kelenjar ludah.
• Karakteristiknya meliputi: sel epitel dan produksi infeksi laten di neuron post-mitotic.

Poliomielitis

• Poliomielitis adalah infeksi virus akut yang dapat menyebabkan kelumpuhan.
• Karakteristiknya meliputi: Denervasi otot skelet sekunder terkait dengan infeksi poliovirus yang dapat menyebabkan kelumpuhan.

Virus West Nile

• Virus West Nile menginfeksi secara sistemik dengan kondisi ringan hingga berat, dan dapat menyebabkan komplikasi neurologis jangka panjang.
• Karakteristiknya meliputi: sel degeneratif dan nekrosis.

Demam Berdarah

• Demam berdarah disebabkan oleh virus RNA yang menginfeksi sel-sel dendritik
• Virus ini dapat disebarkan lewat darah menuju sistem limfatik hingga menembus BBB.
• Kematian dapat terjadi sekitar 40% kasus.

Infeksi Laten

• Infeksi laten adalah infeksi di mana genom virus tetap ada di dalam sel inang tetapi tidak melakukan replikasi virus.
• Virus herpes sering menyebabkan infeksi laten pada manusia.

Herpes Simplex Virus

• HSV tipe 1 dan 2 bereplikasi pada kulit dan membran mukosa, serta sebagai jalur masuknya ke tubuh.
• Virus menyebar ke saraf sensorik, nucleocapsid virus akan di bawa melalui akson ke badan sel saraf, dan produksi infeksi laten.
• Virus melakukan replikasi dan menghasilkan Latency-associated viral RNA (LAT) untuk melakukan apoptosis dan menghasilkan mikroRNA (miRNA) untuk membungkam gen litik virus.
• HSV bisa mencegah pengenalan sel imun dengan menghambat jalur pengenalan MHC kelas 1, menghindari respon imun humoral, dan menghambat sistem komplemen.
• Reaktivasi dapat terjadi akibat metilasi/fosforilasi yang berkaitan dengan jalur respon stres oleh sel saraf, menyebabkan lesi pada kulit dan kelamin, infeksi kornea, ensefalitis sporadis, pada neonatus dan individu dengan gangguan imunitas selular.

Varicella-Zoster Virus (VZV)

• Infeksi akut VZV menyebabkan cacar air.
• Reaktifasi VZV laten menyebabkan herpes zoster.
• VZV masuk ke tubuh melalui membran mukosa, kulit, dan sistem saraf.
• Infeksi didiagnosa melalui kultur virus, PCR, dan deteksi antigen.

Cytomegalovirus (CMV)

• CMV menyebabkan berbagai penyakit pada berbagai usia dan status imun individu,
• Biasanya menginfeksi monosit dan sel progenitor sumsum tulang.
• Gejalanya asimtomatik, atau menyerupai mononukleosis.
• Sel-sel yang terinfeksi sering memperlihatkan gigantisme (ukuran sel dan inti sel membesar) dengan penampilan "owl's eye" pada hasil pemeriksaan histologis.
• Transmisi meliputi transplasenta (infeksi kongenital), perinatal (saat menyusui), saliva, saluran kelamin, dan iatrogenik (transplantasi organ, transfusi darah).
• CMV menghindarkan sistem imun dengan menurunkan modulasi molekul MHC kelas I dan II, menghasilkan reseptor TNF yang homolog (seperti IL-10), mengatasi sel NK, dan mengatasi respon imun humoral.
• Infeksi pada ibu hamil atau janin dapat menyebabkan beberapa penyakit, termasuk cytomegalic inclusion disease, erythroblastosis, dan gangguan pertumbuhan.
• Infeksi pada orang dewasa yang imunokompeten sering asimtomatik, tapi dapat memperlihatkan gejala seperti demam, limfositosis, limfadenopati, dan hepatitis.
• Pemeriksaan serologi digunakan untuk mendeteksi.

Epstein-Barr Virus (EBV)

• EBV sering menyebabkan infeksi mononukleosis terkait dengan tumor jinak.
• Gejala meliputi: demam, radang tenggorokan, limfadenopati, splenomegali, dan peningkatan limfosit atipikal pada darah tepi.
• Infeksi berlangsung selama 4-6 minggu dan dapat menyebabkan kelelahan berkepanjangan, komplikasi, dan disfungsi hati.
• Diagnosis menggunakan pemeriksaan darah tepi (limfositosis atipikal), tes antibodi heterofil (monospot test), dan peningkatan titer antibodi spesifik terhadap antigen EBV.
• EBV berkontribusi dalam perkembangan kasus limfoma Burkitt akibat translokasi kromosom 8 ke 14 yang mengaktifkan onkogen MYC.

Infeksi Bakteri

• Infeksi bakteri Gram positif meliputi stafilokokus, streptokokus, difteri, listeriosis, dan antraks.
• Infeksi bakteri Gram negatif meliputi: neisseria, pertussis, pseudomonas, pes, chancroid, granuloma inguinale.
• Infeksi M. tuberculosis (tuberkulosis) dan M. leprae (kusta) termasuk dalam infeksi mycobakterium.

Stafilokokus

• Infeksi stafilokokus sering berupa pyogenik (pembentukan nanah),
• Terdiri dari gugus atau kelompok dan berupa kokus gram positif.
• Berbagai komplikasi, diantaranya pneumonia, abses, osteomyelitis, keracunan makanan, endocarditis.

Streptokokus dan Enterokokus

• Infeksi streptokokus dan enterococcus sering berupa suppuratif, dengan berbagai komplikasi post-infeksi seperti demam rematik, glomerulonefritis pascastreptokokus, dan eritema nodosum.
• Streptokokus dan enterococcus merupakan kokus gram positif yang tumbuh secara berpasangan atau berantai.

Difteri

• Difteri disebabkan oleh Corynebacterium diphtheriae, berupa batang gram positif.
• Penyebaran melalui droplet atau sekret kulit dan menyebabkan infeksi pada faring, kadang hidung atau laring.
• Pembentukan toksin A-B yang menghambat sintesis protein sel inang.
• Penyakit ini dapat berkembang bila tidak ditangani dengan segera dan bisa menyebabkan nekrosis jaringan pada organ-organ lain, seperti jantung, dan saraf.

Listeriosis

• Listeriosis disebabkan oleh Listeria monocytogenes, spesies basil gram positif.
• Infeksi melalui makanan yang terkontaminasi.
• Dapat menyebabkan amnionitis, keguguran, kematian bayi baru lahir, dan sepsis pada neonatus dan imunokompromais.
• Karakteristiknya meliputi: sel infiltrasi dan kegagalan untuk membunuh bakteri intraseluler.

Antraks

• Antraks disebabkan oleh Bacillus anthracis, bakteri batang besar gram-positif yang memproduksi spora.
• Infeksi dapat terjadi melalui konsumsi daging hewan terinfeksi, pernafasan, dan infeksi kulit.
• Tiga bentuk klinis utama: kulit, inhalasi, dan gastrointestinal.

. Nocardial Infeksi

• Disebabkan oleh spesies bakteri Nocardia, yang merupakan bakteri gram positif aerobik dan berantai bercabang.
• Infeksi ini paling sering terjadi pada orang dengan sistem kekebalan yang lemah, seperti pengobatan steroid jangka panjang, HIV, atau diabetes.
• Manifestasinya berupa selulitis, penyakit lymphocutaneous, actinomycetoma (dengan nodul yang berakhir membentuk fistula), dan respon suppuratif dengan liquefaction pusat dan granuloma yang mengelilinginya.

Infeksi Neisseria

• Disebabkan oleh Neisseria meningitidis , bakteri diplkokus gram negatif yang menyebabkan meningitis (infeksi pada selaput otak).
• Disebabkan oleh Neisseria gonorrhoeae , bakteri diplkokus gram negatif yang menyebabkan gonore (infeksi pada saluran kelamin).
• Transmisi melalui saluran pernapasan dan saluran kelamin.

Infeksi Pertussis

• Pertussis (batuk rejan): disebabkan oleh Bordetella pertussis , bakteri gram negatif cocci.
• Penyebaran melalui droplet pernapasan.
• Patogen dalam menginfeksi melibatkan produksi toksin yang menghambat kerja sel imun dan merusak/paralisis silia.

Infeksi Pseudomonas

• Infeksi Pseudomonas aeruginosa , bakteri gram negatif aerobik yang merupakan patogen oportunis, terutama bagi pasien dengan fibrosis kistik, luka bakar berat, atau neutropenia.
• Infeksi akut dapat menyebabkan pneumonia nekrotis di saluran pernapasan terminal, dengan nekrosis pada fokus dan perdarahan perifer.

Infeksi Pes

• Disebabkan oleh Yersinia pestis , bakteri gram negatif fakultatif intraseluler.
• Ditularkan oleh gigitan kutu pada hewan pengerat.
• Ini bisa menyebabkan pembengkakan kelenjar getah bening (bubo), dan menyebar ke seluruh tubuh.

Chancroid

• Disebabkan oleh Haemophilus ducreyi , bakteri coccobacillus.
• Infeksi dimulai dengan ulkus, sering di daerah kelamin.
• Infeksi melibatkan infiltrat neutrofil dan debris fibrin yang disertai peradangan.

Granuloma Inguinale

• Disebabkan oleh Klebsiella granulomatis, bakteri coccobacilli.
• Infeksi pada daerah kelamin, dengan karakteristik nodul yang muncul sebagai akibat peradangan kronis.

Infeksi Mycobacterium

• Infeksi M. tuberculosis (tuberkulosis) dan M. leprae (kusta) melibatkan bakteri gram positif yang bersifat acid-fast .
• M. tuberculosis menyebabkan penyakit menular paru yang serius, dengan penyebaran melalui droplet pernapasan.
• M. leprae menyebabkan kusta, penyakit kronis yang terjadi pada kulit dan saraf perifer, dengan infiltrasi makrofag.

Infeksi Protozoa

• Organisme eukariotik uniseluler. Diduga terjangkit melalui serangga atau rute fekal-oral.
• Beberapa infeksi protozoa umum di antaranya malaria, babesiosis, leishmaniasis, tripanosomiasis Afrika, penyakit Chagas, dan toksoplasmosis.

Malaria

• Malaria adalah penyakit yang disebabkan oleh parasit Plasmodium.
• Parasit ini hidup di dalam eritrosit dan ditularkan melalui gigitan nyamuk Anopheles.
• Infeksi dapat menyebabkan malaria serebral, hepatosplenomegali, dan kerusakan berbagai organ.
• Diagnosis umumnya dilakukan dengan pemeriksaan apusan darah tepi yang diwarnai Giemsa, serta PCR.

Babesiosis

• Babesiosis disebabkan oleh parasit Babesia.
• Parasit ini menyerang eritrosit dan ditularkan melalui gigitan kutu.
• Gejala awal berupa demam dan anemia hemolitik.
• Diagnosis perlu didukung oleh pemeriksaan apusan darah tepi untuk melihat ciri khas lesi.

Leishmaniasis

• Leishmaniasis disebabkan oleh parasit Leishmania.
• Transmisi terjadi melalui gigitan lalat pasir.
• Leishmaniasis dapat menyebabkan: kulit, mukosa, dan bentuk viseral.
• Diagnosis dapat dilakukan dengan uji kultur, PCR, atau pemeriksaan histologi.

Tripanosomiasis Afrika

• Tripanosomiasis Afrika disebabkan oleh parasit trypanosoma dan ditularkan melalui gigitan lalat tsetse.
• Parasit ini berkembang biak di dalam darah dan otak, menyebabkan gejala seperti demam, limfadenopati, splenomegali, disfungsi otak, cachexia, dan kematian.
• Diagnosis termasuk pemeriksaan apusan darah tepi dan penemuan trypomastigot, yang membedakan spesies terkait.

Penyakit Chagas

• Penyakit Chagas disebabkan oleh parasit Trypanosoma cruzi.
• Parasit masuk ke dalam tubuh melalui tinja serangga triatomine.
• Menyebabkan berbagai organ kerusakan jaringan
• Diagnosis dilakukan melalui apusan darah dan serologi

Toxoplasmosis

• Toxoplasmosis disebabkan oleh parasit Toxoplasma gondii.
• Manusia terinfeksi melalui konsumsi daging mentah dan terkontaminasi atau lewat kotoran kucing.
• Parasit ini dapat menyebabkan reaksi inflamasi yang dapat menyebabkan gangguan pada bayi yang baru lahir atau pasien dengan sistem kekebalan tubuh yang lemah.

Infeksi Kapang

• Infeksi kapang atau mikosis dapat diklasifikasikan berdasarkan tingkat keparahan, lokasi, dan jenis.
• Tipe-tipe mikosis termasuk superficial, cutaneous, subcutaneous, endemic, dan oportunistik.
• Beberapa contoh patogen menyebabkan infeksi kapang diantaranya Aspergillus, Candida, dan Cryptococcus.

Infeksi Protozoa

• Infeksi protozoa disebabkan oleh berbagai spesies parasit protozoa
• Disebabkan oleh hewan pengerat (khususnya tikus) dan lalat berukuran kecil.
• Menyebabkan penyakit yang serius.

Cacing

• Terdapat dua jenis utama cacing, yakni cacing yang hanya ada di usus dan cacing yang invasif.
• Cacing Taenia solium, Taenia saginata, dan Diphyllobothrium latum berada di dalam usus dan cenderung tidak menginfeksi jaringan tubuh lainnya.
• Sedangkan Trichinella spiralis menginfeksi otot, dan Echinococcus granulosus sering menginfeksi hati/paru-paru.
• Strongyloides stercoralis dapat menyebabkan infeksi yang parah pada pasien yang imunosupresif (dengan infeksi yang meluas ke berbagai sistem organ).
• Wuchereria bancrofti ditularkan oleh nyamuk dan bersarang di pembuluh limfatik, serta Onchocerca volvulus ditularkan oleh lalat blackfly dan menginfeksi kulit, menyebabkan penyakit onkocerciasis.

Teknik Khusus untuk Diagnosa Agen Infeksi

• Standar emas meliputi identifikasi secara kultur, serologi dan molekuler.
• Pemeriksaan langsung melalui pewarnaan hematoksilin-eosin dan untuk mencari bentuk inklusi sel (misal CMV dan HSV), perkumpulan / benjolan dengan pewarnaan khusus (misal pewarnaan biru untuk bakteri).
• Pewarnaan khusus atau antibodi yang spesifik untuk mengidentifikasi patogen.
• Teknik amplifikasi asam nukleat (PCR dan amplifikasi termediasi transkripsi) digunakan untuk deteksi cepat berbagai mikroba.
• Kuantifikasi RNA virus (HIV, HBV, HCV) dapat digunakan untuk mengukur jumlah virus dalam sampel biologis.