ABSTRAK

AKURASI HEPARIN BINDING PROTEIN DAN PROTEIN S100B

DALAM CAIRAN SEREBROSPINAL DAN PLASMA DALAM

DIAGNOSIS MENINGITIS BAKTERIALIS PADA ANAK

Diagnosis meningitis bakterialis seringkali sangat sulit karena presentasi klinisnya yang tidak jelas terutama pada bayi dan anak. Heparin binding protein (HBP) disekresi oleh neutrofil yang teraktivasi dan diinduksi oleh bakteri. Protein S100B merupakan biomarker neurokimia otak yang berperan pada proses inflamasi dan berhubungan dengan kerusakan neuron dan stres oksidatif di otak.

Tujuan penelitian ini adalah untuk menentukan akurasi diagnosis dan membandingkan AUC antara HBP dan protein S100B dalam cairan serebrospinal (CSS) dan plasma. Kadar HBP dan S100B dalam CSS dan plasma pada subyek dengan suspek meningitis bakterialis, diukur dengan metode ELISA. Standar baku emas untuk diagnosis meningitis bakterialis menggunakan kultur CSS dan/atau PCR dengan universal primer 16S rRNA. Analisis data dengan program MedCalc® v.18.5.

Hasil penelitian menunjukkan prevalensi meningitis bakterialis adalah 34/80 (42,5%). Area under the curve (AUC) dari HBPCSF =0.637 (P=0.0336); HBPplasma=0.660 (P=0.0136), S100BCSF=0.572 dan S100Bplasma=0,610. Tidak terdapat perbedaan yang bermakna pada nilai AUC antara HBPcss, HBPplasma, S100Bcss dan HBPplasma namun menunjukkan nilai kadar yang konsisten di atas garis diagonal. Nilai cut off biomarker untuk diagnosis meningitis bakterialis dengan sensitivitas dan spesifisitasnya adalah HBPCSS <5,8 ng/ml (47% dan 86%); HBPplasma >17 ng/ml (29% dan 95%); kombinasi biomarker HBPcss dan HBPplasma pada cut off yang sama memiliki akurasi yang tinggi dengan sensitivitas 24%, specificitas 98%, NDP 89%, NDN 79% and +LR=10.8).

Simpulan penelitian ini: kadar HBPcss dan HBPplasma memiliki nilai prospektif dengan akurasi yang tinggi untuk diagnosis meningitis bakterialis pada anak. HBP plasma dapat dipakai sebagai tambahan untuk meningkatkan akurasi diagnosis meningitis bakterialis pada anak terutama bila ada kontra indikasi pungsi lumbal..Kadar S100B di dalam cairan serebrospinal atau plasma secara tunggal tidak cukup akurat untuk diagnosis meningitis bakterialis.

Kata kunci: meningitis bakterialis, biomarker, cairan serebrospinal, plasma, heparin binding protein, S100B, 16S-RNA, uji diagnostik

vii

ABSTRACT

THE ACCURACY OF CEREBROSPINAL FLUID AND PLASMA

HEPARIN BINDING PROTEIN AND S100B PROTEIN TO

DIAGNOSE BACTERIAL MENINGITIS IN CHILDREN

The diagnosis of bacterial meningitis is often very difficult because of its unclear clinical presentation, especially in infants and children, therefore often creating a dilemmas in diagnosis and therapy. HBP is excreted by activated neutrophils that can induced by bacterial structures. Protein S100B is a brain neurochemistry that may become biomarkers in inflammatory process in the brain and associated to neuron damage and oxidative stress in bacterial meningitis.

The purpose of this study was to determine the diagnostic accuracy and compare AUC between HBP and S100B in cerebrospinal fluid and plasma in children with suspected bacterial meningitis. We measured the levels of Heparin Binding Protein (HBP) and S100B protein by using the ELISA method. The gold standard to bacterial meningitis diagnosis was based on a positive culture CSS and /or PCR using universal primer 16S rRNA. Data analysis using MedCalc® v.18.5 software.

The result of the study showed that prevalence of proven bacterial meningitis were 34/80 (42.5%). Area under the curve (AUC) of HBPCSF =0.637(p=0.0336); HBPplasma=0.660 (p=0.0136), S100BCSF=0.572 and S100Bplasma=0.610. There was no significant difference in AUC values between four biomarkers but showed consistent value above diagonal line. For diagnosis bacterial meningitis, the optimal cut off criteria level of HBP with the sensitivity and specificity are: HBPCSS <5.8 ng/ml (47% and 87%); HBPplasma >17 ng/ml (29% and 95%); combine biomarker HBPCSS and HBPplasma as above, showed high accuracy sensitivity 24%, specificity 98%, PPV 89%, NPV 79% and +LR=10.8.

The conclusions of the study were levels of cerebrospinal and plasma HBP have prospective value with high accuracy for bacterial meningitis diagnosis in children. Plasma HBP levels can use as a accurate additional to diagnose bacterial meningitis if there is contra indication for lumbal puncture. Single biomarker of cerebrospinal or plasma S100B protein is not enough specific biomarker to diagnose bacterial meningitis.

Keyword: bacterial meningitis, biomarker, cerebrospinal fluid, plasma, heparin binding protein, S100B,16S-RNA, diagnostic test

viii

DAFTAR ISI

1 JUDUL ..................................................................................................................... i

PRASYARAT GELAR .......................................................................................... iii

LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................... iv

UCAPAN TERIMA KASIH ................................................................................... v

ABSTRAK ............................................................................................................ vii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv

DAFTAR SINGKATAN ...................................................................................... xv

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xix

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

Latar Belakang ......................................................................................................... 1

Rumusan Masalah .................................................................................................... 7

Tujuan Penelitian ...................................................................................................... 8

Manfaat Penelitian .................................................................................................... 9

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 10

Fisiologi Cairan Serebrospinal ............................................................................... 10

Definisi Meningitis Bakterialis ............................................................................... 12

Epidemiologi dan Etiologi Meningitis Bakterialis .................................................. 12

Patogenesis Meningitis Bakterialis ......................................................................... 14

Manifestasi Klinis Meningitis ................................................................................ 19

Pemeriksaan Analisis Cairan Serebrospinal pada Meningitis Bakterialis ............... 20

Pemeriksaan Mikrobiologi ..................................................................................... 21

2.8 Pemeriksaan Pencitraan pada Meningitis ............................................................... 31

2.9 Skor Meningitis dan Diagnosis Meningitis ............................................................. 32

2.10 Biomarker Diagnostik ............................................................................................ 39

2.11 Peranan Sitokin Pada Meningitis Bakterialis .......................................................... 44

2.12 Respon imun terhadap infeksi ................................................................................ 45

2.13 Mekanisme brain-mediated systemic anti-inflamatory syndrome yang mengakibatkan depresi sistem imun. ...................................................................... 47

2.14 Reflek inflamasi pada infeksi SSP .......................................................................... 52

2.15 Granul Protein dalam Netrofil sebagai Modulator Respon Imun. ........................... 54

2.16 Heparin-Binding Protein (HBP) ............................................................................. 57

2.16.1 Struktur dan fungsi HBP ................................................................................ 57

2.16.2 HBP sebagai pencetus peningkatan permeabilitas pembuluh darah ............... 61

2.16.3 Peran HBP dalam infeksi bakterialis sistemik (sepsis) ................................... 63

2.16.4 Ekspresi HBP pada berbagai penyakit infeksi bakteri .................................... 66

2.16.5 Ekspresi HBP pada meningitis bakterialis ...................................................... 67

2.16.6 Pengukuran kadar HBP .................................................................................. 69

2.17 Protein S100B ........................................................................................................ 70

2.17.1 Struktur famili protein S100B ........................................................................ 71

2.17.2 Fungsi dan peranan protein S100B ................................................................. 73

2.17.3 Protein S100B sebagai marker pada penyakit neurologi ................................ 79

2.17.4 Peran protein S100B pada infeksi SSP ........................................................... 82

2.17.5 Pengukuran kadar protein S100B ................................................................... 84

BAB III KERANGKA TEORI, KONSEP PENELITIAN DAN HIPOTESIS .... 87

3.1 Kerangka Teori ....................................................................................................... 87

3.2 Konsep Penelitian ................................................................................................... 90

3.3 Hipotesis Penelitian ................................................................................................ 91

BAB IV METODE PENELITIAN ...................................................................... 92

Rancangan penelitian ............................................................................................. 92

Tempat dan Waktu Penelitian ................................................................................. 93

Tempat penelitian dilakukan di ruang perawatan/bangsal bayi dan anak, Depatemen Ilmu Kesehatan Anak FK UNUD/RSUP Sanglah Denpasar. ...... 93

Pemeriksaan kadar biomarker HBPcss, HBPserum, S100Bcss, S100Bserum

dilakukan di Laboratorium Patologi Klinik RSUP Sanglah. ........................... 93

Pemeriksaan PCR dengan primer 16S rRNA dilakukan di Laboratorium Terpadu FK Unud........................................................................................... 93

Pemeriksaan kultur CSS dilakukan di Laboratorium Mikrobiologi RSUP Sanglah. .......................................................................................................... 93

Waktu penelitian dilaksanakan sejak Pebruari 2016 sampai dengan Maret 2017. .............................................................................................................. 93

Populasi dan Sampel Penelitian .............................................................................. 93

Populasi target ................................................................................................ 93

Populasi terjangkau ........................................................................................ 93

Sampel yang diteliti (intended sample) .......................................................... 93

Cara pemilihan sampel ................................................................................... 94

Perkiraan besar sampel ................................................................................... 94

Variabel Penelitian ................................................................................................. 95

Definisi Operasional Variabel ................................................................................ 96

Bahan dan Alat Penelitian ...................................................................................... 98

Bahan ............................................................................................................. 98

Alat ................................................................................................................. 99

Persiapan sampel/spesimen pemeriksaan ............................................................. 100

Prosedur Pemeriksaan Biomarker ......................................................................... 103

Prinsip pemeriksaan HBP ............................................................................. 103

Prinsip pemeriksaan protein S100B .............................................................. 104

4.2 Pemeriksaan PCR dengan Primer 16S rRNA ....................................................... 105

Penjaminan Mutu ................................................................................................. 106

Prosedur Penelitian ............................................................................................... 106

Persiapan ...................................................................................................... 106

Alur penelitian .............................................................................................. 109

Analisis Data ........................................................................................................ 111

Keterangan Kelaikan Etik dan Ijin Penelitian ....................................................... 112

BAB V HASIL PENELITIAN .......................................................................... 113

Karakteristik Dasar Subyek Penelitian ................................................................. 113

Perbandingan rerata kadar masing masing biomarker protein HBP dan S100B pada CSS dan plasma .................................................................................................... 116

Perbandingan AUC dari seluruh variabel HBPcss, HBPplasma, Protein S100Bcss dan Protein S100Bplasma ............................................................................................... 117

Akurasi HBP dan protein S100B dalam diagnosis meningitis bakterialis. ............ 120

Variabel HBPcss .................................................................................................... 120

Variabel HBPplasma ................................................................................................ 122

Variabel S100Bcss ................................................................................................. 123

Variabel S100Bplasma ............................................................................................. 125

Kombinasi biomarker HBPcss dan HBPplasma ......................................................... 126

BAB VI PEMBAHASAN .................................................................................. 128

6.1 Heparin Binding Protein (HBP) dalam cairan serebrospinal dan serum. .............. 131

6.2 Protein S100B dalam cairan serebrospinal dan plasma......................................... 136

Kelemahan Penelitian ........................................................................................... 141

Novelty/Keaslian Penelitian ................................................................................. 142

BAB VII .............................................................................................................. 144

Simpulan .............................................................................................................. 144

Saran .................................................................................................................... 145

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 146

LAMPIRAN ........................................................................................................ 157

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Oligonukleotida primers yang digunakan untuk identifikasi

bakteri pada meningitis dengan 16S rRNA……………………....

34

Tabel 2.2. Beberapa Model Prediksi Klinis untuk meningitis bakterialis…... 37

Tabel 2.3. Kriteria Klinis meningitis menurut Oostenbrink………………… 38

Tabel 2.4. Komponen Bacterial Meningitis score (BMS)…………………... 41

Tabel 2.5. Komponen Kriteria Meningites…………………………………. 42

Tabel 5.1. Karakteristik dasar subyek penelitian…………………………… 120

Tabel 5.2. Perbandingan rerata kadar HBPcss, HBPplasma, S100Bcss dan

S100Bplasma antara meningitis bakterialis dan non-meningitis

bakterialis………………………...………………………………

122

Tabel 5.3. Nilai AUC biomarker HBPcss, HBPplasma, S100Bcss dan

S100Bplasma……………………………………………………………………………………

123

Tabel 5.4. Nilai uji beda AUC antar keempat biomarker…….….................. 124

Tabel 5.5. Akurasi HBPcss untuk diagnosis meningitis bakterialis ………… 126

Tabel 5.6. Akurasi HBPplasma untuk diagnosis meningitis bakterialis ……… 127

Tabel 5.7. Akurasi protein S100Bcss untuk diagnosis meningitis bakterialis.. 129

Tabel 5.8. Akurasi protein S100Bplasma untuk diagnosis meningitis

bakterialis………………………………………………………...

130

Tabel 5.9. Akurasi kombinasi 2 biomarker HBPcss, HBPplasma, S100Bcss dan

S100Bplasma……………………………………………………….

132

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Patofisiologi meningitis bakteri…………………………….. 21

Gambar 2.2. Mekanisme CARS sentral yang diinduksi oleh inflamasi

sistemik……………………………………………………...

54

Gambar 2.3. Model hipotesis pro-inflammatory (SIRS) dan anti-

inflammatory response (CARS) terhadap trauma dan infeksi,

yang dapat mencetuskan kegagalan multiorgan……………..

55

Gambar 2.4 Hirarki organisasi granul PMN yang dikeluarkan…………... 59

Gambar 2.5 Skema tentang efek HBP pada infeksi bakteri………………. 67

Gambar 2.6 Skema representasi efek ekstraseluler protein S100B pada

neuron microglia, astrosit, myoblast, VSCM, kardiomiosit,

dan saraf perifer……………………………………………...

83

Gambar 3.1 Kerangka Teori……………………………………………... 93

Gambar 3.2 Kerangka Konsep Penelitian………………………………... 94

Gambar 4.1 Rancangan Penelitian……………………………………… 96

Gambar 4.2 Bagan Alur Penelitian………………………………………. 114

Gambar 5.1. Perbandingan kurve ROC…………………………………… 123

Gambar 5.2. Kurve ROC kadar HBPcss pada meningitis bakterialis

berdasarkan standar baku kultur CSS dan/atau PCR 16S

rRNA.…………………………..............................................

125

Gambar 5.3. ROC kadar protein S100Bcss untuk diagnosis meningitis

bakterialis ……………….......................................................

127

Gambar 5.4. ROC kadar protein S100Bcss untuk diagnosis meningitis

bakterialis ……..…………………………………………….

128

Gambar 5.5. ROC kadar protein S100Bplasma untuk diagnosis meningitis

bakterialis …………………………………………………….

130

DAFTAR SINGKATAN

ARDS : Acute Respiratory Distress Syndrome

Ach : Asetilkolin

AUC : Area Under Curve

APC : Antigen Precenting Cells

BBB : Blood brain barrier

BMS : Bacterial Meningitis Score

CAM : Cell Adhesion Molecules

cAMP : Cyclic Adenosine Monophosphate

CAP37 : Cationic Antimicrobial Protein 37

CARS : Compensatory Anti-inflammatory Response Syndrome

CD : Cluster of Differentiation

CDC : Center for Disease Control

CFR : Case Fatality Rate

CGRP 1 : Calcitonin gene-related peptide 1

CR1 : Complement reseptors 1

CRP : C-Reactive Protein

CSS : Cairan Serebrospinal

DNA : Deoxyribonucleic Acid

EEG : Electroencephalography

ELISA : Enzyme Linked Immunosorbent Assay

ER : Endoplasmic Reticulum

G-CSF : Granulocyte Coloni Stimulating factor

GM-CSF : Granulocyte macrophage CSF

GOS : Glasgow Outcome Scale

HBP : Heparin Binding Protein

HBPcss : Heparin Binding Protein dalam cairan serebrospinal

Hib : Haemophillus Influenza Type B

HMGB1 : High Mobility Group Box 1

HPA : Hypothalamic- pituitary-adrenal

HRP : Horse Radish Peroxidase

Ig : Imunoglobulin

IgG : Imunoglobulin G

IgM : Imunoglobulin M

IK : Interval Kepercayaan

IL-1 : Interlukin-1

IL-1β : Interlukin -1 beta

IL-10 : Interlukin-10

IL-12 : Interleukin-12

IL-6 : Interlukin-6

IL-1ra : Interlukin-1 receptor antagonis

IPD : Invasive Pneumocuccal Diseases

LCS : Liqnor Cerebrospinal

LLH : Likelihood

LPS : Lipopolisakarida

MHC : Major Histocompaibility Complex

MMPs : Matrix Metalloproteinase

MRI : Magnetic Resonance Imaging

MSH : Melanocyte Stimulating Hormone

NDN : Nilai Duga Negatip

NDP : Nilai Duga Positip

NO : Nitric Oxide

NPV : Negative Predictive Value

NPP : Nilai Prediktif Positif

NPN : Nilai Prediktif Negatif

PCR : Polymerase Chain Reaction

PCT : Procalcitonin

PMN : Polymorphonuclear

PPV : Positive Predictive Value

RAGE : Receptor for Advance Glycation End Products

RANTES : Regulated Upon Activation, Normal T-Cells Expressed and Secreted

RER : Rough Endoplasmic Reticulum

RFLP : Restriction Fragment Length Polymorphism

RKN : Rasio Kemungkinan Negatip

RKP : Rasio Kemungkinan Positip

ROC : Receiver-Operating Characteristic

ROS : Reactive Oxygen Species

rRNA : Ribosome- Ribonucleic Acid

RSUP : Rumah Sakit Umum Pusat

S100Bcss : Protein S100B dalam cairan serebrospinal

SIRS : Systemic Inflamatory Response Syndrome

SLE : Systemic Lupus Eritematosa

SNS : Simpatetic Nerve System

SSP : Sistem Saraf Pusat

TGF-β : Transforming Growth factor β

TNF-α : Tumor Necrosis Factor Alpha

TNFR-1 : Tumor Necrosis Factor Receptor-1

UHBP : Urine Heparin Binding Protein

VZV : Varicella Zoster Virus

DAFTAR LAMPIRAN

1. Keaslian Penelitian

2. Keterangan Kelayakan Etik (Ethical Clearance)

3. Surat Ijin Penelitian

4. Persetujuan Pelaksanaan Penelitian

5. Informed Consent /Persetujuan Setelah Penjelasan (PSP)

6. Lembar Pengumpul Data

7. MedCalc® v.18.5 Software License

8. Analisis data dengan MedCalc® v.18.5 software

9. Analisis data dengan SPSS

BAB I PENDAHULUAN

Latar Belakang

Meningitis bakterialis merupakan suatu penyakit infeksi yang berat dengan

komplikasi yang serius (seperti: kerusakan pada otak, gangguan pendengaran,

gangguan kemampuan belajar, kelumpuhan). Meningitis bakterialis merupakan

penyakit yang dapat diterapi sehingga perlu mengenal tanda dan gejala klinisnya

sedini mungkin. Presentasi klinis meningitis bakterialis terutama pada bayi dan

anak seringkali tidak khas sehingga menimbulkan kesulitan dalam diagnosis dan

dilema dalam terapi.

Meningitis merupakan suatu terminologi yang menggambarkan adanya

inflamasi pada membran meningen dan/atau cairan serebrospinal (CSS) yang

membungkus dan melindungi otak dan medulla spinalis. Meningitis bakterialis

adalah infeksi bakteri pada meningen yang dapat dibuktikan dengan pemeriksaan

kultur CSS, Polimerase Chain Reaction (PCR) dari CSS, pengecatan gram atau tes

antigen (SWAB, 2012; Van de Beek dkk., 2012; Le Saux, 2014).

Diagnosis dan terapi meningitis bakterialis yang cepat dan tepat dapat

menurunkan mortalitas dan gejala sisa neurologis. Angka kematian akibat

meningitis dapat mencapai 70% apabila meningitis tidak mendapat penanganan

yang baik. Di Indonesia pada tahun 2010 jumlah kasus meningitis terjadi pada laki-

laki kurang lebih 12.010 jiwa dan dilaporkan yang meninggal dunia kurang lebih

1.025 jiwa (Menkes RI, 2012). Angka kejadian meningitis di rumah sakit Sanglah,

Bali mencapai 35-40 kasus per tahun.

1

2

Diagnosis meningitis bakteri seringkali terlambat karena presentasi klinis

yang tidak khas. Anamnesis dan pemeriksaan fisik saja tidak cukup untuk

menegakkan diagnosis. Pemeriksaan punksi lumbal sebagai penunjang diagnosis

meningitis bakteri terkadang tidak dapat segera dikerjakan karena adanya kontra

indikasi atau kondisi pasien yang berat. Metode deteksi bakteri pada meningitis

dengan pengecatan gram dan kultur, seringkali tidak bisa membantu diagnosis

meningitis bakterialis terutama pada pasien yang telah mendapat terapi antibiotika

sebelum dilakukan punksi lumbal (Van de Beek dkk., 2012). Kultur cairan CSS

merupakan standar baku emas untuk konfirmasi diagnosis meningitis bakterialis,

walaupun tidak selalu dapat mengindentifikasi bakteri penyebab pada semua pasien

meningitis bakteri akut. Prosentase hasil positif (positive rate) dari kultur CSS

masih relatif rendah. Berbagai kondisi yang menyebabkan hasil kultur negatif

adalah penyimpanan sampel/spesimen yang kurang optimal, transportasi, media

kultur yang tidak sesuai dan pemberian antibiotika sebelum pengambilan specimen

CSS (CDC, 2014a). Hasil pemeriksaan kultur pada pasien dengan meningitis

bakterialis dapat menunjukkan hasil negatif sebesar 30-50% karena pasien telah

mendapatkan terapi antibiotika sebelum dilakukan pengambilan sampel darah/CSS

atau karena volume sampel yang tidak adekuat. Untuk memperoleh hasil kultur

CSS maupun darah membutuhkan waktu sekitar 5-7 hari (Brouwer dkk., 2012).

Masih terdapat kesulitan dalam membedakan antara meningitis bakterialis

akut dan infeksi virus akut atau penyebab lain pada sistem susunan saraf pusat dan

bukti adanya bakteri tidak selalu ditemukan sehingga masih perlu diteliti biomarker

yang dapat digunakan untuk membantu menegakkan diagnosis meningitis

3

bakterialis. Marker inflamasi pada diagnosis meningitis bakterialis yang saat ini

digunakan adalah hitung leukosit, kadar protein dan kadar glukosa dalam CSS.

Hasil analisis CSS pada anak tidak selalu spesifik dan tidak selalu dapat digunakan

untuk menegakkan diagnosis, sehingga diperlukan metode lain untuk menunjang

diagnosis (Van de Beek dkk., 2010; SWAB 2012).

Metode diagnosis molekuler untuk meningitis bakterialis dapat dianalisis

dengan polymerase chain reaction (PCR) dengan sensitivitas dan spesifisitas yang

tinggi. PCR dapat sebagai pelengkap dari metode klasik seperti kultur, pengecatan

gram dan latex aglutinasi untuk meningkatkan akurasi diagnosis tetapi kelemahan

pemeriksaan PCR adalah biayanya mahal karena memerlukan banyak primer yang

sesuai dengan bakteri spesifik. Hasil yang negatif tidak selalu menunjukkan tidak

ada infeksi bakteri, walaupun hasil yang positif dapat membuktikan terdapat bakteri

spesifik tertentu (CDC, 2014b).

Biomarker yang telah diteliti sebelumnya belum cukup memadai jika

digunakan untuk menentukan diagnosis meningitis bakterialis terutama pada fase

awal penyakit (Brouwer dkk., 2012), sehingga masih perlu dilakukan penelitian

untuk membuktikan peranan biomarker lain dalam diagnosis meningitis bakterialis.

Heparin-binding protein (HBP) yang juga disebut azurocidin atau cationic

antimicrobial protein of 37 kDa (CAP37) merupakan suatu protein yang bermuatan

positif dengan berat molekul 37 kDa yang terkandung di dalam granul vesikel

sekretori dan azurophilic dari netrofil manusia (Lindmark dkk., 1999); Soehnlein,

2008; Soehnlein dan Lindbom, 2009). HBP merupakan suatu protein proinflamasi

yang menginduksi perembesan plasma pada pembuluh darah (vascular leakage)

4

dan berperan dalam formasi edema pada jaringan. HBP merupakan granule-

associated protein yang memiliki multifungsi. HBP dapat bergerak sangat cepat

dari leukosit PMN yang bermigrasi. HBP dapat berperan sebagai kemoatraktan,

sebagai aktivator monosit dan makrofag dan juga sebagai penginduksi perembesan

plasma yang menimbulkan edema (Pereira, 1995).

Pengeluaran HBP dicetuskan oleh ligasi neutrophilic 2-integrins, suatu

proses yang diinisiasi oleh struktur bakteri. HBP berperan dalam aktivitas

imunomodulating yang kuat dan bekerjasama dengan granul protein netrofil yang

lain seperti defensin atau LL-37 yang secara bersama sama disebut alarmin

(Soehnlein dan Lindbom, 2009). HBP memiliki beberapa bentuk yang unik

dibandingkan dengan granul protein netrofil yang lain. HBP merupakan satu

satunya granul protein yang hampir secara lengkap disekresi ke dalam lingkungan

dari vesikel sekretori sehingga merupakan granul protein yang penting dalam

respon inflamasi (Pereira, 1995; Chertov dkk., 1997; Watorek, 2003).

Pada penelitian sebelumnya telah dibuktikan bahwa konsentrasi HBP dalam

plasma meningkat pada pasien sepsis dengan kegagalan sirkulasi (Linder dkk.,

2009), pada pasien dengan sepsis berat dan syok septik yang dirawat di unit

perawatan intensif (Linder dkk., 2012). HBP dapat merupakan biomarker baru

yang dapat digunakan untuk membantu membedakan meningitis bakterialis dengan

non meningitis bakterialis pada fase awal penyakit (Linder dkk., 2011).

Penelitian HBP sebagai marker pada meningitis bakterialis sudah pernah

dilakukan pada pasien meningitis dewasa dan hasilnya menunjukkan bahwa terjadi

peningkatan kadar HBP dalam cairan serebrospinal (HBPcss) pasien dengan

5

meningitis bakterialis dibandingkan dengan pada pasien dengan infeksi selain

bakteri pada SSP (Linder dkk., 2011). Penelitian akurasi HBP dalam diagnosis

meningitis bakterialis pada anak belum pernah dilakukan. Secara epidemiologi,

insiden meningitis bakterialis pada anak lebih tinggi terutama pada usia 6 bulan

sampai 2 tahun. Anak memiliki sistem imun yang belum matur atau maturitas

sistem imunnya tergantung pada usianya. Dengan demikian masih sangat menarik

untuk dilakukan penelitian tentang akurasi kadar HBP pada anak dengan meningitis

bakterialis, sebagai bukti ilmiah yang dapat menambah pengetahuan dan

mendukung penelitian kadar HBP pada meningitis bakterialis.

Biomarker lain yang juga menarik adalah protein S100B yang merupakan

suatu calcium binding protein yang secara fisiologis diproduksi terutama oleh

astrosit dalam SSP dan memiliki implikasi dalam perkembangan dan pemeliharaan

sistem saraf. Protein S100B terutama ditemukan pada astroglia dan sel Schwann.

S100B merupakan salah satu marker neurokimia otak yang bermanfaat. Telah

dilaporkan bahwa protein S100B merupakan petunjuk adanya kerusakan pada

proses kegagalan sirkulasi, stroke dan cedera kepala (Yardan dkk., 2011). Protein

S100B juga diduga memiliki hubungan dengan kerusakan neuron dan stres

oksidatif pada ensefalopati sepsis dan meningitis bakterialis pada anak (Hamed

dkk., 2009); Yardan dkk., 2011).

Konsentrasi yang tinggi dari protein S100B (mikromolar) merupakan akibat

kerusakan sel glia atau reaksi astrosit terhadap injuri pada SSP yang disebut

reactive astrogliosis dan selanjutnya dapat menimbulkan kerusakan pada sel

neuron. Kadar protein S100B yang tinggi telah digunakan sebelumnya sebagai

6

biomarker yang mengindikasikan kerusakan atau disfungsi SSP (Hamed dkk.,

2009).

Konsentrasi protein S100B dinyatakan berkorelasi dengan beratnya

kerusakan otak setelah injuri pada neuron dan dapat digunakan sebagai marker

kerusakan sawar darah otak. Pada meningitis terjadi kerusakan sawar darah otak

akibat inflamasi, sehingga kami tertarik melakukan penelitian akurasi protein

S100B di dalam cairan serebrospinal (S100Bcss) dalam diagnosis meningitis

bakterialis pada anak.

Punksi lumbal merupakan tindakan yang invasif dan tidak mudah

dikerjakan terutama pada anak anak. Tidak semua pasien dengan suspek meningitis

bakterialis berhasil dilakukan punksi lumbal dan punksi lumbal tidak selalu dapat

dilakukan karena adanya kontra indikasi atau penolakan oleh orangtua atau

berbagai alasan lainnya. Dengan demikian kami juga melakukan penelitian akurasi

kadar HBP dan S100B dalam plasma dengan harapan dapat menggantikan jika

punksi lumbal tidak dapat dikerjakan.

Pada penelitian ini, kami mengukur kadar HBP dalam CSS dan plasma pada

penderita suspek meningitis bakterialis. Subyek dikelompokkan menjadi kelompok

meningitis bakterialis dan bukan meningitis bakterialis. Konfirmasi diagnosis

meningitis bakterialis dan bukan meningitis bakterialis ditegakkan berdasarkan

standar baku emas yaitu kultur CSS dan/atau PCR dengan menggunakan primer

16S rRNA. Selanjutnya kami membandingkan nilai AUC antara HBPcss, S100Bcss,

HBPplasma dan S100Bplasma serta menentukan akurasi masing masing biomarker

HBP dan S100B serta kombinasi dua biomarker.

7

Rumusan Masalah

Dari uraian singkat dalam latar belakang penelitian maka dirumuskan

masalah penelitian sebagai berikut:

1. Apakah nilai AUC antara HBPcss, HBPplasma, S100Bcss, S100Bplasma tidak

berbeda secara bermakna?

2. Apakah kadar HBP dalam cairan serebrospinal dapat digunakan sebagai

marker diagnosis meningitis bakterialis dengan akurasi yang tinggi

pada anak yang memenuhi kriteria klinis suspek meningitis bakterialis?

3. Apakah kadar protein S100B dalam cairan serebrospinal dapat

digunakan sebagai marker diagnosis meningitis bakterialis dengan

akurasi yang tinggi pada anak yang memenuhi kriteria klinis suspek

meningitis bakterialis?

4. Apakah kadar HBP dalam plasma dapat digunakan sebagai marker

diagnosis meningitis bakterialis dengan akurasi yang tinggi pada anak

yang memenuhi kriteria klinis suspek meningitis bakterialis?

5. Apakah kadar protein S100B dalam plasma dapat digunakan sebagai

marker diagnosis meningitis bakterialis dengan akurasi yang tinggi pada

anak yang memenuhi kriteria klinis suspek meningitis bakterialis?

6. Apakah kombinasi kadar HBP dan S100B dalam cairan serebrospinal

dan plasma dapat digunakan sebagai marker diagnosis meningitis

bakterialis dengan akurasi yang tinggi pada anak yang memenuhi

kriteria klinis suspek meningitis bakterialis?

8

Tujuan Penelitian

1.3.1 Tujuan umum

Secara umum penelitian ini bertujuan untuk menemukan kriteria biomarker

baru untuk menegakkan diagnosis meningitis bakterialis pada bayi dan anak yang

memenuhi kriteria klinis suspek meningitis bakterialis.

1.3.2 Tujuan khusus

1. Untuk membandingkan nilai AUC kadar HBP dan protein S100B di

dalam CSS dan plasma dalam diagnosis meningitis bakterialis pada

anak.

2. Untuk membuktikan akurasi kadar HBP dalam cairan serebrospinal

untuk diagnosis meningitis bakterialis pada anak.

3. Untuk membuktikan akurasi kadar protein S100B dalam cairan

serebrospinal untuk diagnosis meningitis bakterialis pada anak.

4. Untuk membuktikan akurasi kadar HBP dalam plasma untuk diagnosis

meningitis bakterialis pada anak.

5. Untuk membuktikan akurasi kadar protein S100B dalam plasma untuk

diagnosis meningitis bakterialis pada anak.

6. Untuk membuktikan akurasi kombinasi biomarker HBP dan S100B

dalam diagnosis meningitis bakterialis pada anak.

9

Manfaat Penelitian

1.4.1 Manfaat akademik

Hasil penelitian ini dapat menjadi landasan penelitian berikutnya dan

bermanfaat dalam mengembangkan metode diagnosis meningitis bakterialis atau

menunjang pengembangan teori mekanisme respon imun pada anak terhadap

infeksi bakteri pada SSP.

1.4.2 Manfaat praktis

Penelitian ini dapat digunakan untuk menemukan biomarker baru yang

akurat dalam menegakkan diagnosis meningitis bakterialis, terutama jika jika hasil

bakteriologi (kultur/gram/PCR) negatif. Kadar HBPplasma dapat sebagai biomarker

baru untuk pendukung diagnosis pada saat punksi lumbal tidak dapat dilakukan

karena adanya kontra indikasi atau karena masalah lain.