Balai Besar Laboratorium Kesehatan Masyarakat Surabaya

DETEKSI LABORATORIUM Legionella pneumophilla DARI SPESIMEN MANUSIA

04 Oktober 2022 / By Administrator,

Oleh : dr. Titiek Sulistyowati, M. Ked. Klin, Sp. MK

Penyakit Legionnaires adalah infeksi akut yang disebabkan oleh bakteri dari genus Legionella yang biasanya terjadi pada orang dewasa dan sering dikaitkan dengan penyakit yang mendasarinya. Penyakit Legionnaires biasanya muncul sebagai pneumonia dengan gambaran sistemik umum dan mungkin mendominasi. Infeksi luka disebabkan oleh Legionella kadang bisa terjadi. Legionella pneumophila serogrup 1 (Lp1) adalah penyebab paling umum Penyakit Legionnaires. Penyakit ini bersumber dari lingkungan, meskipun sumber lingkungan jarang diidentifikasi dengan pasti dalam kasus-kasus sporadis, seperti menara pendingin AC, pancuran atau outlet air minum lainnya. Infeksi karena serogrup dan spesies lain kurang umum, biasanya sporadis dan lebih mungkin terjadi pada individu dengan penyakit yang mendasari terkait dengan defisiensi imun atau patologi pernapasan.
Indikasi untuk pemeriksaan laboratorium terhadap penyakit Legionella:
• Pasien gagal pengobatan antibiotik rawat jalan untuk pneumonia yang didapat dari komunitas
• Pasien pneumonia berat, khususnya yang membutuhkan perawatan intensif
• Pasien immunocompromised dengan pneumonia
• Pasien dengan riwayat perjalanan (pasien perjalanan jauh dari rumah dalam 14 hari sebelum timbul gejala)
• Pasien rawat inap dengan pneumonia terkait perawatan kesehatan (pneumonia onset 48 jam setelah masuk) berisiko terkena penyakit Legionella
• Pasien rawat inap semalam di fasilitas kesehatan dalam 14 hari sebelum timbul gejala
• Pasien hubungan epidemiologis dengan sumber Legionella terkonfirmasi atau telah dikaitkan dengan minimal satu kasus penyakit Legionnaires yang terkonfirmasi laboratorium

Deteksi laboratorium untuk Legionella antara lain:
1. Isolasi bakteri dengan kultur atau biakan dari spesimen klinis
Legionella spp adalah bakteri fastidious atau mudah mati, sehingga membutuhkan faktor suplemen pertumbuhan esensial termasuk sistein untuk keberhasilan isolasi dari bahan klinis. Legionella spp adalah bakteri Gram negatif, tidak berspora, tumbuh secara aerobik dan membutuhkan tingkat kelembapan tinggi. Legionellae tumbuh pada beberapa jenis media buatan yang kompleks; namun, media dan prosedur yang paling berhasil termasuk media agar Buffered Charcoal Yeast Extract (BCYE) yang mengandung 0,1% α-ketoglutarat dengan l-sistein yang diinkubasi pada suhu 35°C dalam atmosfer CO2 2,5% yang dilembabkan. Spesies Legionella biasanya memerlukan inkubasi 48 jam sebelum pertumbuhan terlihat. Koloni mungkin tidak terlihat jelas hingga 5 hari atau lebih. Plate biakan harus diinkubasi dan diperiksa koloni khas setiap hari hingga inkubasi 10 hari menggunakan mikroskop bedah dengan pencahayaan samping. Isolasi Legionella dapat berasal dari sekret pernapasan bagian bawah, jaringan paru-paru, cairan pleura, atau tempat steril. Pemeriksaan biakan bisa mendeteksi spesies Legionella dan serogrup yang tidak dapat dideteksi oleh tes antigen urin. Dalam kasus ini, kultur harus dilakukan hanya jika etiologi lain telah disingkirkan. Sensitivitas deteksi Legionella dengan kultur spesimen klinis sangat bervariasi, mulai dari <10% - 80%, dan pemulihan bergantung pada jenis sampel serta pengalaman dan kecakapan teknis personel laboratorium. Sedangkan spesifitas mendekati 100%.

Perhatikan bahwa laboratorium terkadang menolak spesimen pernapasan bagian bawah selama pemeriksaan pneumonia berdasarkan kualitas spesimen (misal, karena kurangnya sel darah putih dalam specimen atau kontaminasi dengan bakteri lain). Namun, laboratorium tidak boleh menolak spesimen pernapasan bagian bawah karena alasan ini saat menangani penyakit Legionnaires karena Legionella sering dapat ditemukan. Dahak yang dihasilkan oleh pasien dengan penyakit Legionnaires mungkin tidak memiliki banyak sel darah putih. Bakteri kontaminan tidak berdampak negatif terhadap isolasi Legionella pada media selektif (misalnya, Buffered Charcoal Yeast Extract [BCYE] agar plus antibiotik).

2. Deteksi antigen urin spesifik (hanya L. pneumophila serogrup 1)
Tes laboratorium yang paling umum digunakan untuk diagnosis penyakit Legionnaires adalah antigen urin. Saat ini 97% diagnosis klinis diperoleh dengan tes antigen urin. Tes ini menggunakan antibodi monoklonal yang secara khusus mengenali sebagian besar antigen lipopolisakarida L. pneumophila serogrup 1 sebagai penyebab 50 - 80% penyakit Legionnaires. Tes ini tidak bisa mendeteksi penyakit yang disebabkan oleh L. pneumophila serogrup lain atau spesies lain dari Legionella, sehingga 20–50% kasus penyakit Legionnaires tetap tidak terdiagnosis jika antigen urin digunakan sebagai satu-satunya tes untuk diagnosis. Serogrup lain dari L. pneumophila dan spesies lain juga penting dalam penyakit, terutama serogrup 4 dan 6, dan spesies L. micdadei dan L. longbeachae. Jika pasien menderita pneumonia dan tes antigen urin positif, maka pasien harus dipertimbangkan terkena penyakit Legionnaires. Tes dapat tetap positif selama beberapa minggu setelah infeksi, bahkan dengan pengobatan antibiotik. Namun, semua spesies dan serogrup Legionella berpotensi patogen, sehingga pasien dengan hasil antigen urin negatif dapat terkena penyakit Legionnaires yang disebabkan oleh spesies Legionella atau serogrup lain, sehingga disarankan untuk pemeriksaan kombinasi antara tes antigen urin dan biakan. Kinerja tes sangat mudah dan hasil dapat tersedia dalam beberapa menit setelah pemrosesan. Sensitivitas antara 69-100% dan spesifisitas berkisar 99-100%.

3. Deteksi antibodi serum (atau serokonversi) terhadap spesies Legionella
Pengujian serologis untuk antibodi IgG dan IgM terhadap Legionella adalah alat diagnostik yang sangat penting dalam penyelidikan wabah Philadelphia dan salah satu metode utama yang digunakan untuk diagnosis Legionella pada awal 1980-an. Meskipun pernah populer, jumlah dan ruang lingkup tes serologis yang dilakukan di laboratorium klinis modern telah menurun secara signifikan dengan adanya media dan teknik kultur standar dan analisis yang lebih cepat dan lebih pasti seperti detksi antigen cepat dan metode molekuler. Menurut Pusat Pencegahan dan Pengendalian Penyakit Eropa (ECDC) dan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO), penggunaan serologi untuk konfirmasi Legionella di Eropa menurun dari 61% menjadi 6% pada periode 1995 hingga 2010, digantikan oleh deteksi antigen urin yang lebih cepat dan tidak terlalu membutuhkan teknis secara detail.

4. Direct fuorescent antigen (DFA)
Direct fuorescent antigen (DFA) adalah tes cepat yang membutuhkan keahlian. Sensitivitas DFA sekitar 70% untuk mendeteksi L. pneumophila serogrup 1 dengan spesifisitas mendekati 99%. DFA dapat digunakan sebagai uji konfirmasi untuk dugaan koloni Legionella yang diisolasi dari biakan.

5. Uji amplifikasi asam nukleat Legionella spesifik dalam spesimen yang sesuai
PCR dan hibridisasi in situ telah menyediakan alat yang tersedia secara komersial untuk diagnosis cepat. Kit yang tersedia secara komersial untuk PCR/RT-PCR untuk spesimen saluran pernapasan memiliki sensitivitas berkisar antara 17 - 100% dan spesifisitas berkisar antara 95 - 100%. Probe genus dan probe L. pneumophila telah dikembangkan, tetapi hasilnya jarang mengidentifikasi spesies atau serogrup tertentu. PCR dapat dilakukan dalam beberapa jam, tetapi diperlukan keahlian laboratorium. Penggunaan teknologi PCR sangat hemat biaya bila diterapkan pada mikroorganisme yang tumbuh lambat atau sulit tumbuh di laboratorium, seperti Legionella, dan sangat ideal bila diperlukan deteksi yang akurat dan cepat. PCR akan bisa mendeteksi adanya mikroorganisme dalam spesimen jika hasil biakan negatif, yang mungkin terjadi pada pasien yang telah mendapatkan pengobatan antibiotik. Pengembangan protokol dan prosedur PCR terstandarisasi dan tervalidasi yang melibatkan integrasi teknik persiapan spesimen yang efisien dan cepat dengan teknologi PCR cepat di tahun mendatang akan secara signifikan meningkatkan deteksi, pencegahan, dan pengelolaan infeksi Legionella.

Mengingat kasus Legionnaires ini masih terkait dengan wabah atau kejadian luar biasa, maka kita harus selalu waspada terhadap penyakit ini. Perbandingan isolat klinis dan lingkungan menggunakan teknik serologi dan molekuler dapat membantu mengidentifikasi sumber dalam investigasi wabah penyakit Legionella. Karena Legionella umumnya terdapat di lingkungan, isolat klinis dapat membantu menginterpretasikan temuan dari penyelidikan lingkungan.

REFERENSI :
1. Legionnaires Disease Diagnosis, Treatment, and Prevention | CDC
2. Mercante JW, Winchell JM. Current and emerging Legionella diagnostics for laboratory and outbreak investigations. Clin Microbiol Rev. 2015 Jan;28(1):95-133. doi: 10.1128/CMR.00029-14. PMID: 25567224; PMCID: PMC4284297.
3. Pierre DM, Baron J, Yu VL, Stout JE. Diagnostic testing for Legionnaires' disease. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2017 Aug 29;16(1):59. doi: 10.1186/s12941-017-0229-6. PMID: 28851372; PMCID: PMC5576257.