Perubahan Biokimia sebagai Penanda Demam Berdarah Dengue(Biochemical Alterations as Markers of Dengue Hemorrhagic Fever)

Summary Elective Study: Demam Berdarah Dengue Oleh I Komang Swardika (0902005091)

Fakultas Kedokteran Universitas Udayana 2010

LATAR BELAKANG Hampir 100 juta kasus Demam Dengue dan antara 250.000 sampai 500.000 kasus DBD telah dilaporkan kepada WHO. Peningkatan kasus yang paling dramatis terjadi pada decade terakhir di Amerika Selatan, terutama di Kolumbia, Ekuador, Paraguai, Peru, Venezuela, dan Brazil. Di Kolumbia, infeksi dengue merupakan kasus endemic dengan siklus wabah di hampir semua perkotaan pada wilayah yang kurang dari 1.800 meter di atas laut dengan populasi beresiko sekitar 20 juta orang. Infeksi Dengue akut ini sering tidak dapat dikenali sampai ada suatu gejala yang lebih berat sehingga penanganannya sering terlambat yang menyebabkan resiko cacat dan kematian makin meningkat pada pasien ini. Terdapat bukti langsung dan tidak langsung bahwa perubahan biokimia yaitu transaminase(aspartate aminotransferase [AST] dan alanine aminotransferase [ALT]), amilase, lactate dehydrogenase (LDH), creatine kinase (CK) dan phospholipase A2 dalam tubuh berkaitan dengan tingkat keparahan infeksi Virus Dengue. Suatu penelitian Cross-sectional menunjukkan perbedaan komposisi kolesterol dan trigliserida pada serum yang berkaitan dengan tingkat keparahan DBD. Tapi penanda Biokimia ini tidak dievalusi secara prospektif pada fase awal infeksi Dengue. Sehingga kemungkinan adanya hubungan antara perubahan Biokimia menurut waktu dengan kejadian DBD tidak diketahui.

TUJUAN Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengevaluasi perubahan penanda biokimia sebagai alat untuk memprediksi tingkat keparahan infeksi Dengue sejak dini karena perubahan pathogenesis sejak awal selalu terjadi sebelum komplikasi dari infeksi Dengue ini berkembang. Dengan menggunakan perubahan penanda ini sebagai indicator, diharapkan bisa memperkirakan insiden actual untuk menghindari inadekuat atau penanganan yang terlambat yang dapat mengakibatkan kecacatan atau kematian pada pasien dengan infeksi Dengue dan untuk membantu mengoptimalkan alokasi sumber daya serta pengobatan yang lebih efektif bagi pasien khususnya yang berada di area endemic infeksi Dengue.

METODE Seting. Penelitian cohort prospektif ini dilakukan di kota Bucaramanga, Negara Bagian Santander, Colombia bagian selatan. Protokol penelitian ini telah ditinjau dan disetujui oleh Medical Ethics Committee of the Universidad Industrial de Santander. Partisipan dari penelitian ini berumur lebih dari lima tahun dan mengalami sindrom demam akut yang disebabkan oleh Dengue dengan lama gejala kurang dari 96 jam. Sesudah dilakukan pemeriksaan fisik dan persetujuan didapat, sampel darah diambil untuk mengetahui tingkat albumin, hematokrit, dan jumlah platelet. Kriteria eksklusi dari penelitian ini yaitu: riwayat penyakit penyerta seperti DM, AIDS, Penyakit hematologi, Kanker, atau penyakit jantung, fase DBD, perdarahan major albuminemia (< 3 g/dL), efusi, dan syok. Partisipan dipantau tiap hari sampai hari ketujuh. Data dikumpulkan termasuk tanda, gejala, dan determinasi mikrohematokrit harian. Untuk mengenali adanya gejala DBD, dilakukan uji hubungan IgM enzyme dan immunosorbent, isolasi virus, dan tes biokimia 4896 jam sesudah kejadian demam. Penghitungan Platelet diulang tiap hari pada kasus dengan penghitungan sebelumnya kurang dari 120,000/mm3 atau ketika pasien mengalami perdarahan spontan, tanda efusi, edema, atau perubahan hematokrit lebih besar dari 10%. Sampel darah yang sembuh juga diambil pada 7-15 hari sesudah gejala terlihat untuk mendeteksi antibody IgM terhadap dengue. Definisi Operasional Variabel. Adanya infeksi virus Dengue didasarkan pada beberapa hal yaitu: isolasi virus, pergantian dari negative menjadi positif pada hasil tes antibody IgM, atau meningkatnya antibody terhadap virus Dengue daripada sebelumnya. Pasien dengan hasil negative pada tes IgM setelah sembuh dari sakit dipertimbangkan mempunyai penyakit demam akut oleh sebab lain(bukan Dengue). Pasien DBD mengalami infeksi Dengue sebelumnya dan memenuhi semua criteria berikut: jumlah platelet = 100,000/mm3, ada manifestasi perdarahan spontan(atau setidaknya hasil tes tourniquet positif), dan bukti adanya kebocoran plasma(seperti efusi pleura, asIKtes, hypoalbuminemia, atau adanya variasi pada hematokrit lebih besar dari 10%). Biomarkers. Tes Biokimia dilakukan dengan menggunakan Sera fase akut(didapatkan 4896 jam sesudah terjadinya gejala) yang diambil dari semua pasien dengan infeksi Dengue

(termasuk yang nantinya akan berkembang menjadi DBD) dan dari sampel acak dari 28 pasien dengan penyakit demam oleh sebab lain (bukan virus Dengue). Tingkat CK, LDH, AST dan ALT diukur dengan memakai tes modifikasi liquid-UV, tingkat semi-kuantitas dari CRP dengan tes colorimetric cepat, tingkat amilase dan albumin dengan tes colorimetric, dan profil lipid (kolesterol, trigliserida, low-density lipoprotein [LDL] dan high-density lipoprotein[HDL]) dengan tes warna - cair. Sampel control positif dimasukkan dalam semua tes. Analisis Data. Hasil tes Biokimia(kecuali untuk semi-kuantitas CRP) dibandingkan dengan menggunakan Students t-test. Frekuensi perubahan biokimia ditentukan dengan

menggunakan batas atas normal yang disepakati untuk CK (70 U/L pada wanita dan 90 U/L pada pria), amilase (180 U/L), lipids (HDL = 35 mg/dL, LDL = 80 mg/dL, trigliserida = 160 mg/dL), dan LDH (570 U/L), dan kelipatan tiga untuk batas atas transaminases (105 U/L) dan albumin (4 g/dL) sebagai nilai cut-off. Untuk CRP, nilai yang lebih besar dari 6 mg/L dipertimbangkan sebagai suatu peningkatan. Analisis Coxs multivariate regression digunakan untuk mengidentifikasi penanda biokimia yang tidak ada kaitannya secara langsung dengan DBD. Hazard ratios (HRs) dihitung dengan interval kepercayaan (IK) 95% untuk setiap penanda. Penyesuaian dilakukan untuk penanda biokimia yang lain separti umur (>15 tahun), jenis kelamin, lama sakit, dan pengobatan lewat intramuscular selama sakit. Hubungan dinyatakan signifikan secara statistik jika P < 0,05. Analisis data dilakukan dengan menggunakan STATA software package version 8.0 (Stata Corporation, College Station, TX).

HASIL Dari 682 pasien, 174 diekslusi selama evaluasi klinis pertama. Empat pasien lain dengan sindrom demam akut oleh sebab lain yang diketahui dieksklusi kemudian pada pemantauan. Dari semua partisipan yang terdaftar yang memenuhi criteria inklusi, 203 pasien mengalami infeksi Dengue, 30(15.1%) dari pasien ini penyakitnya lalu berkembang menjadi DBD. Duabelas pasien dengan Dengue berada di rumah sakit, termasuk empat dengan demam dengue(DD) dan delapan dengan DBD. Tes Biokimia dilakukan terhadap 199 pasien dengan infeksi Dengue(169 dengan

DD dan 30 dengan DBD). Proses pendaftaran dan status pasien selama penelitian secara ringkas ditunjukkan oleh gambar berikut:

Gambar 1. Proses pendaftaran dan status pasien selama penelitian

Tidak terdapat perbedaan yang signifikan dalam hal umur, jenis kelamin, dan lama gejala antara pasien dengan DD dan DBD Pasien dengan DD, tingkat keparahan gejalanya tidak DBD. menyamai semua gejala DBD(Tabel 1 Tingkat komponen biokimia untuk CK, LDH, AST, dan Tabel 1). ALT pada pasien dari tingkat yang paling tinggi yaitu pada pasien DBD, DD, dan yang terakhir , pasien OFI. Hal yang sebaliknya berlaku untuk komponen biokimia yaitu albumin, cholesterol, dan trigliserida(Tabel 2).

Tabel 1. Karakteristik pasien Dengue berdasarkan diagnosis akhirKarakteristik Pria, no.(%) Mean SD umur, tahun Dewasa(> 15 tahun), no. (%) Mean SD waktu penyakit, jam Yang terdaftar setelah tiga hari perjalanan penyakit, no. (%) Kriteria keparahan, no. (%) 117 (58.8) 17 (56.7) 100 (59.2) Total(N=199) 99 (49.8) 26.4 17.1 147 (73.9) 73.4 18.6 DHF(n=30) DD(n=169) 16 (53.3) 83 (49.1) 0.67 0.96 0.41 0.84 P

26.3 14.6 26.4 17.5 24 (80) 123 (72.8)

70.8 19.5 73.9 18.5

0.80

Trombositopenia Hemokonsentrasi Efusi paru atau asIKtes Pendarahan spontan Hasil tes tornikuet positif

47 (23.6) 102 (51.3) 6 (3) 92 (46.2)

30 (100) 29 (96.7) 5 (16.7) 21 (70)

17 (10.1) 73 (43.2) 1 (0.6) 71 (42) 131/168 (78)

< 0.0001 < 0.0001 < 0.0001 0.005 0.05

159/198 (80.3) 28 (93.3) 100,000/mm3.

Perhitungan platelet minimum

Tabel 2. Hasil tes biokimia yang dilakukan pada 48-96 jam sesudah gejala awal Dengue*

P Biomarker OFI (n = 28) DF (n = 169) DHF (n = 30) OFI vs. OFI vs. DF LDH (U/L) CK (U/L) AST (U/L) ALT (U/L) Amilase (U/L) 449.8 (405.4494.2) 562.3 (524.9599.7) 437.4 (149.9724.9) 298.7 (223.1374.3) 49.8 (41.558) 33.5 (2839.1) 90.2 (78.3102.1) 69.7 (5881.4) 711.6 (612.6810.6) 0.02 549.6 (267.5831.6) 0.21 142.7 (106.3179.2) 0.007 90.8 (57124.5) 184.1 (157211.2) 3.95 (3.794.11) 128.9 (114.8143) 36.5 (32.840.2) 73.4 (60.186.7) 96 (82.1109.9) 0.01 0.62 0.21 0.31 0.92 0.35 0.60 DHF DF vs. DHF

< 0.0001 0.003 0.57 0.02

< 0.0001 0.001 0.002 0.74 0.03 0.04 0.83 0.12 0.02 0.18 0.39 0.049 0.03 0.86 0.13 0.03

190.6 (161.8219.4) 200.6 (185.3215.9) 4.11 (4.054.17)

Albumin (g/dL) 4.21 (4.034.4) Cholesterol (mg/dL) HDL (mg/dL) LDL (mg/dL) TG (mg/dL Keterangan:

152.9 (134.2171.5) 144.8 (139.2150.4) 35.9 (32.139.8) 89.4 (73.3105.5) 36.1 (34.637.7) 83.1 (78.387.8)

137.5 (102.9172.2) 128.9 (117.1140.8)

OF I= Other febrile (non-dengue) illness, DF = dengue fever, DHF = dengue hemorrhagic fever, LDH = lactate dehydrogenase, CK = creatine kinase, AST = aspartate aminotransferase, ALT = alanine aminotransferase, HDL = high-density lipoprotein, LDL = low-density lipoprotein, TG = triglycerides. Values are mean (95% confidence interval). By t-test. n = 167.

Peningkatan CK secara signifikan berkaitan dengan penggunaan obat intramuskular sebelumnya(odds ratio=2.1, 95% IK=1.23.8, P = 0.008). Tapi hubungan antara peningkatan CK dan DBD saling bebas pada intervensi ini dan perubahan biokimia yang lain(HR = 6.98, 95% IK = 2.3420.85, P = 0.001). Peningkatan LDH sejak awal(tiga kali dari nilai normal) merupakan predictor untuk DBD(HR = 3.19, 95% IK = 1.0110.12, P < 0.05). Tingkat Trigliserida lebih besar dari 160 mg/dL dan tingkat albumin lebih besar dari 4 g/dL dinyatakan memiliki hubungan

yang negative dengan DBD. Perubahan dari beberapa komponen biokimia yang lain tidak ada hubungannya denga DBD dengan menggunakan analisis multivariat (Tabel 3). Tabel 3. Tes perubahan awal biokimia dan hubungannya dengan tingkat keparahan infeksi Dengue*DHF (n = 30) no. (%) CRP > 6 mg/L 22 (73.3) DF (n = 169) Hazard no. (%) 105 (62.1) 59 (34.9) 88 (52.1) 43 (25.4) 28 (16.6) 104 (61.5) 90 (53.3) 88 (52.1) 85 (50.3) ratio 1.49 3.19 6.98 1.61 0.99 0.39 0.92 2.11 1.23 95% confidence interval 0.623.56 1.0110.12 2.3420.85 0.485.4 0.352.84 0.170.92 0.422.02 0.567.91 0.542.76 0.121.63 0.010.59 0.37 < 0.05 0.001 0.44 0.99 0.03 0.84 0.27 0.62 0.23 0.01 P

LDH > 570 U/L 20 (66.7) Elevated CK AST > 105 U/L 25 (83.3) 16 (53.3)

ALT > 105 U/L 9 (30) Albumin > 4 g/dL 13 (43.3) Amilase > 180 U/L14 (46.7) Cholesterol > 140 mg/dL 12 (40)

HDL > 35 mg/dL 16 (53.3) LDL > 80 mg/dL 12 (40) TG > 160 mg/dL 1 (3.3) Keterangan:

88/167 (52.7) 0.45 41 (24.3) 0.07

HDL = high-density lipoprotein, LDL = low-density lipoprotein, TG = triglycerides. Adjusted by other biochemical markers, age, sex, time of disease, and use of intramuscular analgesic. Three-fold of normal value. > 70 U/L in women and > 90 U/L in men.

Kurva Kaplan-Meier dari biomarker (LDH, CK, trigliserida, dan albumin) secara signifikan menunjukkan keterkaitannya dengan DBD. Hubungan antara tiap biomarker dan akibat penyakit sesuai dengan proporsi asumsi kecacatan (hazard assumption, ditunjukkan pada gambar 2). Tingkat biomarker diketahui tidak secara signifikan berkaitan dengan gejala perdarahan atau hemokonsentrasi(P > 0.05).

Gambar 2. Kurva Kaplan-Meier untuk predictor biokimia dari Demam Berdarah Dengue

DISKUSI Pada penelitian ini, resiko untuk terjadi DBD diketahui tujuh kali lebih besar pada pasien yang mengalami peningkatan CK dengan 96 jam pertama mengalami kejadian demam. Perubahan-perubahan ini kemungkinan disebabkan oleh kerusakan otot rangka pada pasien DBD yang diikuti oleh peningkatan LDH dan CK. Selain itu, kerusakan hati merupakan masalah pada infeksi Dengue yang juga berkaitan dengan peningkatan LDH. Hasil penelitian ini mendukung bahwa biomarker ini dapat memprediksi tingkat keparahan dari infeksi Dengue dan dapat juga menjadi indicator dari cedera jaringan awal pada fase akut dari infeksi Dengue. Tingkat AST dan ALT pada pasien dengan infeksi dengue lebih tinggi daripada pasien dengan kondisi demam oleh sebab lain. Tingkat Amilase tidak berbeda antara pasien DD dan DBD (Tabel 1 dan 2). Walaupun pada predictor awal untuk DBD. Pada penelitian ini, tingkat albumin yang kurang dari 4 g/dL dinyatakan sebagai indikator awal perubahan permiabelitas pembuluh darah yang dapat menyebabkan kebocoran plasma.

Terdapat hubungan yang negative antara tingkat trigliserida dengan DBD. Walaupun penelitian lain melaporkan bahwa hipertrigliseridemia diketahui merupakan sebab lain dari sindrom demam akut. Penelitian Dengue sebelumnya juga tidak menemukan perubahan yang signifikan pada 50 orang anak-anak dengan tingkat keparahan penyakit yang berbeda. Sementara penelitian yang lain terhadap 66 anak anak dengan infeksi Dengue menunjukkan tingkat trigliserida yang lebih rendah pada pasien DBD dengan syok. Walaupun mekanisme perubahan tingkat trigliserida yang terjadi pada infeksi Dengue tidak dapat ditentukan dengan baik,

perubahan ini mungkin dapat diterangkan oleh interaksi antara lipid dan radikal bebas, yang mana mengalami peningkatan pada pasien dengan infeksi Dengue. Faktor nutrisi mungkin juga bisa menjelaskan tingkat trigliserida pada serum. Masalah ini harus dievaluasi dengan memasukkan aspek nutrisi dan pola diet sebagai indicator oksidatif stress. Tapi variable ini tidak dievaluasi pada penelitian ini.

KESIMPULAN Sebagai kesimpulan, penelitian ini mendukung bahwa beberapa perubahan biokimia yang dicek antara 48-96 jam sesudah terjadi gejala awal dapat memprediksi tingkat keparahan dari infeksi Dengue. Dari hasil temuan ini juga dapat diketahui bahwa perubahan pathogenesis awal terjadi sebelum komplikasinya berkembang. Oleh karena itu, perubahan biokimia ini berkaitan dengan tingkat keparahan dari infeksi Dengue dan bisa dipakai untuk menentukan prognosis awal untuk memantau penyakit dan mengidentifikasinya yang bisa menjadi keuntungan dari pengobatan di masa yang akan datang. Aplikasi dari temuan ini mungkin bisa membantu untuk dapat mengoptimalkan alokasi sumber daya, pengobatan yang lebih menguntungkan dan efektif bagi pasien khususnya yang berada di area endemic infeksi Dengue yang akan berdampak pada penurunan angka kesakitan dan kematian yang disebakan oleh penyakit ini.