Tuberculosis

1. Tuberculosis Maxs U.E. Sanam

2. Tuberculosis (TB) adalah penyakit granulamatosa menular, disebabkan oleh kuman genus Mycobacterium, berbentuk batang, Gram-positif, dan bersifat tahan asam Penyakit umumnya berlangsung secara kronis, dan sangat melemahkan (debilitating)

3. Etiologi • Tipe-tipe utama dari Mycobacterium tuberculosis complex (basil tuberkel mamalia) yang dikenal adalah: • M tuberculosis • M bovis • M caprae • M pinnipedii • M microti, dan • M africanum

4. Mycobacterium Tuberculosis • General Characteristics • - Family – Mycobacteriaceae • - Gram-positive aerobic rod-shaped bacilli • “Acid fast” bacteria • Lack of spore formation and toxin production • No capsule, flagellum (non-motile) • Generation time of 18- 24 hours but requires 3-4 weeks for visual colonies SEM of M. tuberculosis • Pathological Features • Principle cause of Human Tuberculosis • Intracellular pathogen (alveolar macrophages) • Waxy, thick, complex cellular envelope • Cell envelope components ex) sulfolipids • Produces tubercles, localized lesions of M. tuberculosis M. Tuberculosis (stained in purple)

5. Mycobacterial Cellular Envelope • Main Components • Peptidoglycan •  contains N-glycolylmuramic acid instead of N-acetylmuramic acid • Arabinogalactan • Mycolic Acids (60% of cellular envelope) • Lipoarabinomannan (LAM)

6. Mycobacterial Cellular Envelope

7. Contribution of Mycobacterial Cellular Envelope to Pathogenesis • Resistance to Drying and Other Environmental Factors • Thick, waxy nature of cellular envelope protects M. tuberculosis from drying, alkali conditions, and chemical disinfectants • Hinders entrance of antimicrobial agents • Entry into Host Cells • Lipoarabinomannan (LAM) binds to mannose receptors on alveolar macrophages leading to entry into the cell • Interference of Host Immune Response • - Glycolipids and sulfolipids decrease the effects of oxidative cytotoxic mechanism • Inhibition of phagosome and lysosome fusion inside macrophage • Waxy cellular envelope prevents acidification of the bacteria inside the phagosome

8. Factors Affecting Pathogenicity • Active Infection • Only individuals with an active infection can transmit the disease • Transmission • Aerosolized droplets need to be <10μm in order to evade the ciliated epithelium of the lung to establish infection in the terminal alveoli • Growth & Structure • Only require a very few number of bacteria to establish an infection (1-10 bacteria) • Slow generation time M. Tuberculosis in sputum(stained in red)

9. Variability of Infection Rates • Exposure Time • Most infected individuals expel relatively few bacilli, transmission of TB usually occurs only after prolonged exposure to someone with active TB. • On average, 50% of people are likely to become infected with TB if they spend 8hrs/day for six months or 24hrs/day for two months working or living with someone with active TB. • Health of Individuals • Active TB typically occur in individuals whose immune systems have been weakened by age, disease, improper nutrition or use of immunosuppresive drugs.

10. Tuberculosis – Disease Progression • Primary Infection • Immunocomprimised Individuals… • Infection leads usually leads to progressive primary tuberculosis, where the pathogen breaks out of the tubercles in the alveoli and cause active disease • Active disease leads to chronic inflammation • Death of pathogen and pulmonary cells can lead to Gohn complex and granulomaformation • May lead to extrapulmonary tuberculosis (TB infection outside the lung in the CNS and lymph nodes)

11. Daya hidup kuman M. bovisdapat bertahan beberapa bulan di lingkungan yang dingin, gelap dan lembab. Pada suhu 12-24°C (54-75°F), daya tahan hidup kuman berlangsung 18 to 332 hari, tergantung paparan sinar matahari. Kuman dapat diisolasi dari tanah atau pastura yang terkontaminasi. Meski M. bovisdapat dikultur dari sampel yang sengaja disimpan selama 2 tahun, kuman bertahan hidup di pastura selama beberapa minggu. M. bovistetap hidup 4 - 8 minggu pada sampel tanah yang kering atau lembab yang mendapatkan naungan 80% [34°C (93°F)].

12. M avium complex, meliputi: • M avium avium (basil avium) • M avium hominisuis • M intracellulare • Tipe mamalia memiliki hubungan yang lebih erat satu sama lain dibandingkan tipe avian • M tuberculosis bersifat host spesifik; jarang menginfeksi hewan, selain manusia dan primata nonhuman • M bovis menyebabkan penyakit progresif pada vertebrata berdarah panas, termasuk manusia

13. M caprae telah diisolasi dari sapi dan species hewan lain di Eropa M avium adalah satu-satunya species penting bagi burung, namun memiliki rentang hospes yang lebar, bersifat patogen bagi babi, sapi, domba, rusa, anjing, kucing dan nenerapa hewan berdarah panas lainnya M intracellulare menyebabkan infeksi pada hewan hewan berdarah dingin M avium paratuberculosis, penyebab Johne’s disease, telah diisolasi dari ruminansia piara maupun liar. Penyakit berupa diare lamban namun progresif yang menghasilkan emasiasi dan kehilangan berat badan

14. Patogenesis Infeksi melalui inhalasi droplet yang keluar dari paru-paru (mode infeksi paling umum) Infeksi melalui ingesti, terutama susu terkontaminasi, (non-pasteurisasi) juga umum terjadi Basil yang terinhalasi akan difagositosis oleh makrofag alveolar; berujung pada hancurnya kuman atau bahkan terjadi proliferasi di dalam sel tsb Suatu fokus primer akan mulai terbentuk , dimediasi oleh sitokin (berhubungan dengan reaksi hipersensitivitas). Fokus ini berisi makrofag yang terdegenerasi maupun yang mati dan dikelilingi oleh sel-sel epiteloid, granulosit, limfosit, dan sel-sel raksasa multinuklear (multinuclear giant cells)

15. Pericardial granuloma Infected mesenteric lymph node

17. Bovine TB pada sapi dara umur 2 tahun

18. Bovine TB pada rusa

19. TB pada Rusa liar

20. Avian TB

21. Tuberkel (granuloma) dan basil tahan asam

22. Tuberculouscaseousgranuloma

23. Selanjutnya, pada bagian tengah fokus (foki) tsb akan mengandung material nanah ataupun material mengeju (kaseosa) yang mengalami kalsifikasi. Lesi ini akan dikelilingi oleh jaringan-jaringan granulasi dan suatu kapsul fibrosa sehingga membentuk suatu bentuk klasik yang dikenal sebagai ‘tuberkel’ Pada sapi, tuberkel ditemukan terutama pada Ln di daerah kepala dan thorax. Mereka umum juga ditemukan pada paru-paru, limpa, hati, dan permukan rongga badan. Pada kasus yang menyebar (diseminasi), banyak granuloma kecil ditemukan di berbagai organ.

24. Incubation period The symptoms of bovine tuberculosis usually take months to develop in cattle. Infections can also remain dormant for years and reactivate during periods of stress or in old age. Similarly, severe disease can develop in some deer within a few months of infection, while other deer do not become symptomatic for years. In kittens experimentally infected by the parenteral route, the incubation period is approximately three weeks; it is probably longer under natural conditions.

25. Gejala Klinis Gejala klinis mencerminkan tingkat keberlanjutan dan lokasi lesi Tuberkulosisbiasanya merupakan penyakit kronis yang melemahkan, pada sapi tetapi kadang dapat menjadi akut dan progresif secara cepat. Infeksi awal bersifat asimptomatik Gejala-gejala stadium lanjut umumnya meliputi emasiasi progresif, lethargi, kelemahan, anoreksia, dan demam yang berfluktuasi Bronchopneumonia yang terbentuk menghasilkan batuk yang basah (terutama di pagi hari, dan cuaca yang dingin), yang pada akhirnya menimbulkan dyspnea dan tachypnea

26. Pembengkakan Ln superfisial, jika ada, memiliki nilai diagnostik. Pada beberapa hewan, Ln retropharingeal atau Ln lainnya membengkak dan dapat menjadi ruptur. Lesi pada Ln dalam (profunda) mungkin tidak terpalpasi namun dapat menyebabkan obstruksi saluran udara, pharynx, dan usus, sehingga menimbulkan dyspnea dan timpani rumen

27. Diagnosis Uji diagnostik yang paling utama adalah test tuberkulin intradermal, memanfaatkan PPD (purified protein derivates) yang dipersiapkan dari filtrate kultur M bovis atau M avium Reaksi diukur 48-72 jam untuk sensitivitas yang maksimum, dan 96 jam untuk spesifitas yang maksimum Sulit untuk diagnosa atas gejala klinis saja Pemeriksaan mikroskopis terhadap sputum, dilakukan dengan pengecatan tahan asam (acid-fast staining)

28. Temuan nekropsi akan adanya ‘tuberkel’ merupakan dugaan diagnosis yang cukup kuat Konfirmasi diagnosis dengan isolasi dan identifikasi, dengan kultur selama 4 – 8 minggu, atau dengan PCR selama beberapa hari Uji serologis ELISA kurang meyakinkan sebagai alat diagnosis

29. Kontrol • Tiga (3) pendekatan utama: • Test and slaughter (Uji dan Potong) • Test and segregation (Uji dan Pisahkan) • Chemotherapy (Kemoterapi) • Pengobatan TB pada hewan adalah ilegal di beberapa negara • Vaksin BCG (bacille calmette-Guérin) tidak efektif untuk hewan

30. Tuberculin test

31. Kerentanan tipe TB pada hewan Sapi Rentan terhadap M bovis Kambing dan domba Rentan M bovis Cukup resisten terhdap M tuberculosis Rusa Rentan M tuberculosis, dan M avium M tuberculosis jarang

32. Kuda Relatif resisten terhadap M tuberculosis complex Gajah Rentan M tuberculosis Babi Rentan terhadap M tuberculosis, M bovis, dan M avium complex Anjing Dapat terinfeksi M tuberculosis, M bovis, dan kadang M avium ataupun M fortuitum, umumnya bersumber dari infeksi pada manusia atau sapi

33. Kucing Resisten M tuberculosis tetapi peka M bovis, M avium complex, atau M microti. Primata nonhuman M tuberculosis, M bovis, dan M avium complex dapat menyebabkan infeksi berat pada paru-paru dan organ lainnya Mamalia laut Lumba-lumba dan singa laut rentan M pinnipedii (varian dari M bovis)