Deteksi Gen blaTEM Penyandi Extended Spectrum Beta-lactamase Pada Klebsiella pneumoniae Yang Diisolasi Dari Rectal Swab Babi Di Kab. Gresik Dan Kab. Malang Penelitian Eksploratif Laboratorik Beta-lactamase PADA Klebsiella pneumoniae YANG
DIISOLASI DARI RECTAL SWAB BABI DI
KAB. GRESIK DAN KAB. MALANG
PENELITIAN EKSPLORATIF LABORATORIK
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
ii
TESIS
Beta-lactamase PADA Klebsiella pneumoniae YANG
DIISOLASI DARI RECTAL SWAB BABI DI
KAB. GRESIK DAN KAB. MALANG
PENELITIAN EKSPLORATIF LABORATORIK
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
iii
Beta-lactamase PADA Klebsiella pneumoniae YANG
DIISOLASI DARI RECTAL SWAB BABI DI
KAB. GRESIK DAN KAB. MALANG
TESIS
Pada Fakultas Kedokteran Hewan
FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
iv
PERNYATAAN
DETEKSI GEN blaTEM PENYANDI Extended Spectrum
Beta-lactamase PADA Klebsiella pneumoniae YANG
DIISOLASI DARI RECTAL SWAB BABI DI
KAB. GRESIK DAN KAB. MALANG
Tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar Magister di
suatu perguruan tinggi dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya
atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang
secara tertulis diacu dalam naskah ini disebutkan dalam daftar pustaka.
Surabaya, 8 Januari 2021
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
v
Tanggal 8 Januari 2021
NIP. 196201151988031002
NIP. 195908081987012001
Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga
Dr. Eka Pramyrtha Hestianah, drh., M.Kes.
NIP. 196403161990022001
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
vi
Tanggal : 18 Desember 2020
Ketua : Prof. Dr. Suwarno, drh., M.Si
Anggota : 1. Dr. Mustofa Helmi Effendi, drh., DTAPH
2. Dr. Hani Plumeriastuti, drh., M. Kes
3. Dr. A. T. Soelih Estoepangestie, drh.
4. Dr. Wiwiek Tyasningsih, drh., M. Kes
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
vii
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
viii
UCAPAN TERIMA KASIH
Alhamdulillah segala puja dan puji syukur bagi Allah Subhanahu wa ta’ala
Tuhan semesta alam, karena atas berkat, rahmat dan ridha-Nya penulis dapat
menyelesaikan Tesis berjudul “DETEKSI GEN blaTEM PENYANDI Extended
Spectrum Beta-lactamase PADA Klebsiella pneumoniae YANG DIISOLASI
DARI RECTAL SWAB BABI DI KAB. GRESIK DAN KAB. MALANG”.
Penulis menyadari Tesis ini tidak akan selesai tanpa doa, dukungan seta dorongan
dari berbagai pihak. Adapun dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan
banyak terima kasih kepada:
Dekan Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga, Prof. Dr. Mirni
Lamid, drh., MP. atas kesempatan yang diberikan kepada saya untuk dapat
menempuh pendidikan di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga,
Surabaya. Dr. Rimayanti, drh., M.Kes. selaku Wakil Dekan I, Prof. Dr. Ir. Sri
Hidanah, MS. selaku Wakil Dekan II, Dr. Iwan Sahrial Hamid, drh., M.Si. selaku
Wakil Dekan III, serta Prof. Dr. Rr. Sri Pantja Madyawati, drh., M.Si. selaku
Kepala Bagian Akademik atas bimbingannya kepada saya selama menjalani
perkuliahan di Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga, Surabaya.
Dr. Mustofa Helmi Effendi, drh., DTAPH selaku pembimbing utama yang
telah membimbing, memberikan saran dan membantu mendanai penelitian kami
dan Dr. Hani Plumeriastuti, drh., M. Kes. selaku pembimbing serta atas saran dan
bimbingan beliau berdua hingga saya dapat menyelesaikan Tesis ini. Prof. Dr.
Suwarno, drh., M.Si. selaku ketua penguji, Dr. A. T. Soelih Estoepangestie, drh.
selaku sekretaris penguji dan Dr. Wiwiek Tyasningsih, drh., M.Kes. selaku anggota
penguji atas semua kritik dan saran yang diberikan kepada saya.
Dr. Eka Pramyrtha Hestianah, drh., M.Kes. selaku Ketua Program Studi Ilmu
Penyakit dan Kesehatan Masyarakat Veteriner yang selalu memberikan arahan dan
bimbingan selama menempuh pendidikan Magister di Fakultas Kedokteran Hewan
Universitas Airlangga.
Seluruh staf pengajar S2 Ilmu Penyakit dan Kesehatan Masyarakat Veteriner
Fakultas Kedokteran Hewan Universitas Airlangga atas bimbingan, pendidikan dan
pengarahan selama saya mengikuti pendidikan Magister.
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
ix
Kepada kedua orang tua saya IPTU Kafrawi, S.H. dan Endah Dwi Puspitawati
A.Md.Far yang telah membesarkan, mendidik, memberikan dukungan, menyayangi,
mendo’akan, dengan penuh pengorbanan sedari lahir hingga sekarang. Suami saya
Junianto Wika Ada Pratama, drh., M.Si yang telah menemani, memberikan dukungan
dan motivasi kepada saya untuk menyelesaikan Tesis ini, serta anak saya Salsabila
Zaskia Rahman yang selalu menghibur. Kepada mertua saya Dr. Miarsono Sigit, drh.,
M.P dan Apriati Dwiwin Dyastuti, drh. yang memberikan dukungan serta doa untuk
saya. Adik-adik saya Agung, Fani, Arif, Citra yang juga mendoakan dan meberikan
dukungan kepada saya.
Pihak yang telah banyak membantu di masing-masing peternakan babi untuk
kepentingan penelitian, Krisna Widiantoro S.KH dan lain-lain. Pihak dari BBLK
Surabaya yang telah banyak membantu, Mbak Arin dan lain-lain. Drh., Erwan Budi
Hartadi, drh., Freshindy Marissa Wibisono dan drh., Akvyan Rafi Hidayatullah
selaku kolega penelitian. Teman-teman tersayang di S2 IPKMV, Ribby Ansharieta
drh., M.Si., Zhaza Afililla, drh., Akyun Rozaqi Syah Putra, drh., M.Si., Shinta Levea,
Elly, Mahen, Cici, Happy, Ima, Mbak syafitri, Anjani, Sancaka, Mbak Indah dan lain-
lain yang tidak bisa saya sebutkan satu-satu yang telah banyak membantu,
mendukung dan mendo’akan saya hingga dapat menyelesaikan Tesis ini.
Kepada sahabat-sahabat saya Ekky Valinia Devia Mashelly drh., M.Si,
Sepriyanni Gama Sinta, drh. Ryan Septa Kurnia, drh., M.Si, Lucky, Presta, Fitri,
Rosita, Marco, Pebri, Faisal dan lain-lain umtuk doa serta supportnya kepada saya.
Penulis mengakui bahwa tulisan ini masih kurang dan jauh dari sempurna.
Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang akan membantu
dalam perbaikan Tesis ini. Dengan hati yang rendah hati, penulis berharap agar
penelitian ini bermanfaat untuk kemajuan ilmu pengetahuan dan dapat
memberikan kontribusi pada bidang kedokteran hewan dan semua orang yang
membutuhkannya.
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
x
RINGKASAN
SWAB BABI DI KAB. GRESIK DAN KAB. MALANG
Resistensi antibiotik menjadi masalah global yang serius, penyebab
kematian 150 ribu jiwa di seluruh dunia. Telah banyak dilaporkan kejadian
kegagalan pengobatan berujung kematian pada manusia di berbagai negara di
dunia akibat bakteri resisten antibiotik dan salah satu bakteri penting menurut
WHO adalah K.pneumoniae. Penggunaan secara intensif dan penyalahgunaan
antibiotik β-laktam baik pada manusia maupun hewan telah menyebabkan
penyebaran bakteri resisten dengan memproduksi enzim ESBL. Gen penyandi
ESBL banyak ditemukan di plasmid antara lain gen blaTEM. Bakteri dapat
mentransfer gen resistensi melaui Horizontal Gene Transfer ke bakteri lainnya
yang dibantu plasmid. Saat ini gen blaTEM merupakan gen yang paling sering
terdeteksi pada K.pneumoniae yang paling banyak tersebar pada hewan penghasil
pangan. Pada beberapa penelitian yang telah dilakukan gen blaTEM merupakan gen
dominan yang ditemukan dari isolat K.pneumoniae yang diisolasi dari babi.
K.pneumoniae diketahui dapat menyebar melalui bahan makanan sehingga
dianggap sebagai agen foodborne disease. Babi merupakan agen penyebaran
bakteri K.pneumoniae ke lingkungan dan manusia. Babi adalah salah satu hewan
penghasil pangan yang merupakan sumber penting dalam penyebaran bakteri resisten
antibiotik. Terdapat peternakan babi di Kabupaten Gresik dan Malang yang belum
memiliki pengelolaan limbah yang cukup baik. Perlu diketahui bahwa ada
beberapa aspek dalam rantai produksi daging babi di mana babi dapat terpapar
bakteri penghasil ESBL dan dapat menjadi pembawa bakteri tersebut, seperti pada
peternakan babi yang manajemennya masih kurang baik pada kadang, di mana
hewan baru datang bercampur dengan hewan yang lama dalam kawanan yang
sama dan rumah potong hewan. Selain itu, kontaminasi silang di rumah potong
hewan, terutama saat pengeluaran organ visceral, menimbulkan risiko
kontaminasi karkas dengan bakteri penghasil ESBL. Tingginya populasi babi di
Indonesia dan kurangnya penerapan biosafety dan biosecurity pada sektor
peternakan babi menjadi salah satu faktor penyebaran bakteri resisten. Oleh
karena itu, deteksi molekuler gen blaTEM penyandi ESBL pada bakteri
K.pneumoniae yang diisolasi dari rectal swab babi di peternakan babi Kab. Gresik
dan Kab. Malang perlu untuk dilakukan, mengingat peran gen TEM yang paling
tersebar luas dalam menimbulkan strain K.pneumoniae yang resisten.
Sampel rectal swab diambil dari dua peternakan babi sejumlah 80 sampel
dari Kab. Gresik dan sejumlah 50 sampel dari Kab. Malang dengan total
keseluruhan sampel 30 sampel dalam periode waktu Maret – November 2020.
Pengambilan sampel dilakukan secara aseptis menggunakan cotton swab steril,
seletah itu dimasukkan pada media amies sebagai media transport. Setiap sampel
ditanam pada media Mac Conkey Agar dan diidentifikasi secara morfologi
kemudian dilanjutkan uji biokimiawi. Hasil isolat positif K.pneumoniae
dilanjutkan dengan uji sensitivitas antibiotik menggunakan metode Kirby-Bauer
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xi
aztreonam. Kemudian dilanjutkan dengan uji PCR untuk mendeteksi adanya gen
blaTEM sebagai penyandi ESBL.
Hasil yang diperoleh pada penelitian ini yaitu sebnyak 8 dari 130 sampel
rectal swab babi (6,2%) dinyatakan positif bakteri K.pneumoniae. Untuk
pengujian antibiotik ditemukan yang resisten K.pneumoniae terhadap antibiotik
tetracyclin dan trimethoprim 87,5% (7/8), antibiotik streptomycin 75% (6/8) isolat
memiliki zona hambat intermediet dan 25% (2/8) isolat telah resisten. Semua
isolat positif K.pneumoniae masih sensitif terhadap antibiotik ciprofloxacin dan
aztreonam. Ditemukan 1 dari 8 isolat K.pneumoniae MDR (12,5%) yang positif
terdapat gen blaTEM penyandi ESBL.
Penelitian ini telah berhasil mengisolasi bakteri K.pneumoniae dari rectal
swab babi di peternakan babi Kab. Gresik dan Kab. Malang dan berhasil
mengkonfirmasi keberadaan isolat K.pneumoniae MDR, disertai dengan temuan
bakteri K.pneumoniae yang positif gen blaTEM sebagai penyandi ESBL pada isolat
bakteri K.pneumoniae MDR.
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
xii
Lactamase ON Klebsiella pneumoniae ISOLATED FROM RECTAL
SWAB ON PIGS IN GRESIK AND MALANG RESIDENCE
Antibiotic resistance has become a serious global problem, which causing
death of 150 thousand people worldwide. There have been many reports of
treatment failure that lead to death in human from various countries in the world
caused by antibiotic-resistant bacteria and one of the most important bacteria
according to WHO is Klebsiella pneumoniae. The intensive use of β-lactam
antibiotics in both humans and animals has led to the spread of resistant bacteria
by producing the ESBL enzyme. Many of the gene encoding ESBL found in
plasmids include the blaTEM. Bacteria can transfer resistance genes via Horizontal
Gene Transfer to other bacteria assisted by plasmids. Currently the blaTEM gene is
the most frequently detected gene in K.pneumoniae, which is the most well-
known in food-producing animals. In several studies that have been carried out,
blaTEM is the dominant gene found in K.pneumoniae isolates which isolated from
pigs.
K.pneumoniae are known to spread through food so that it is considered as a
foodborne disease agent. Pig is an agent for the spread of K.pneumoniae to the
environment and humans. Pigs are one of the food-producing animals which is
important source in the spread of antibiotic resistant bacteria. There are pig farms
in Gresik and Malang that do not have adequate waste management. It should be
noted that there are several aspects in the pork production chain where pigs can be
exposed to ESBL-producing bacteria and can become carriers of these bacteria,
such as in pig farms where the management is still poor at times, where new
animals are mix with old animals within the same herd and the same
slaughterhouse. In addition, cross-contamination in slaughterhouses, especially
during removal of the visceral organs, creates a risk of carcass contamination with
ESBL-producing bacteria. The high population of pigs in Indonesia and the lack
of application of biosafety and biosecurity in the pig farming sector has become
spreading factors of resistant bacteria. Therefore, the molecular detection of the
blaTEM gene encoding ESBL in K.pneumoniae isolated from pigs rectal swabs in
Gresik and Malang pig farms is needed, as the role of the blaTEM gene which is the
most widespread in producing resistant K.pneumoniae strains.
Rectal swab samples were taken from two pig farms with 80 samples from
Gresik Districts and 50 samples from Malang Districts with a total sample of 30
samples within the period March until November, 2020. Sampling was carried out
aseptically using a sterile cotton swab, after that the sample was put in the amies
media as a transport medium. Each sample was planted on Mac Conkey Agar
media and identified morphologically, then continued with biochemical tests. The
results of positive K. pneumoniae isolates were examined antibiotic sensitivity
tests using the Kirby-Bauer method against the antibiotics ciprofloxacin,
streptomycin, trimethoprim, tetracyclin and aztreonam. Then proceed using the
PCR test to detect the presence of the TEM gene as the ESBL encoder.
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
SUMMARY
xiii
The results obtained in this study were 8 out of 130 samples of pigs rectal
swabs (6.2%) tested positive for K. pneumoniae bacteria. For antibiotic testing, it
was found 87.5% (7/8) of K.pneumoniae resistant to tetracyclin and trimethoprim
antibiotics, 75% (6/8) of the streptomycin antibiotic isolates had intermediate
inhibition zones and 25% (2/8) isolates were resistant. All K.pneumoniae positive
isolates were still found sensitive to the antibiotics ciprofloxacin and aztreonam. It
was found that 1 out of 8 isolates of K.pneumoniae MDR (12.5%) were positive
for the ESBL coding gene blaTEM.
This study has succeeded in isolating K.pneumoniae bacteria from swab
rectal in pig farms in Gresik and Malang Districts and succeeded in confirming
the presence of K.pneumoniae isolates MDR, accompanied by the findings of
K.pneumoniae bacteria that were positive for the blaTEM gene as ESBL encoding
in the MDR K. pneumoniae bacterial isolate.
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA
IR - PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS AIRLANGGA