Bakteri Escherichia coli adalah bakteri Gram negatif yang merupakan flora normal pada saluran pencernaan dan dapat bersifat patogen serta mampu menyerang hewan dan manusia. Berdasarkan tingkat patogenesisnya, bakteri Escherichia coli diklasifikasikan menjadi tiga kelompok, yaitu Extraintestinal Pathogenic Escherichia coli (ExPEC), intestinal pathogenic Escherichia coli (InPEC) dan strain komensal. Strain ExPEC merupakan kelompok Escherichia coli yang menginfeksi jaringan ekstraintestinal, seperti infeksi saluran kemih, saluran pernafasan, dan kantung kuning telur. Salah satu substrain ExPEC adalah Avian Pathogenic Escherichia coli (APEC) yang menyebabkan gangguan sistemik yang dapat mengakibatkan colibacillosis pada unggas, morbiditas tinggi, mortalitas tinggi, kerugian produksi, dan risiko penularan melalui makanan ke manusia. Strain Avian Pathogenic Escherichia coli (APEC) menyebabkan berbagai infeksi lokal dan sistemik pada unggas, termasuk ayam, kalkun, bebek, dan spesies burung lainnya. Lesi akibat APEC ditandai dengan sacculitis, peritonitis, pericarditis, salpingitis, synovitis, osteomyelitis, omphalitis, septicemia, dan lain-lain. Strain APEC berpotensi bersifat zoonosis hal ini karena faktor virulensi APEC secara umum telah ditemukan pada manusia, dan terdapat hubungan antara APEC, UPEC, dan NMEC.
Strain APEC dapat membawa berbagai gen virulensi yang terkait dengan patogenesis colibacillosis, termasuk adhesi, invasi, sistem perolehan zat besi, siderofor, dan toksin. Faktor virulensi APEC dipengaruhi oleh beberapa gen yang terkandung dalam plasmid. Gen hlyF mengkodekan berbagai jenis racun, hlyF, hlyA, hlyE (avian hemolysin), tong (vacuolation toxin autotransporter), cdtB, cdtS (cytolethal swell factor), stx2f (shiga toxin varian), pic (serine protease autotransporter), espC (serine protease), ace4/35 (asetilkolin esterase), sat (porter toxin auto trans) dan toksin yang memfasilitasi pembentukan biofilm, aglutinasi, induksi vakuolisasi, dan pembentukan vesikel membran luar. Vesikel ini merupakan faktor virulensi bakteri yang menyebabkan perubahan patologis pada inang yang terinfeksi.
Upaya pencegahan infeksi APEC dapat dilakukan dengan vaksinasi, penurunan stres pada ayam, faktor predisposisi, dan pengobatan dengan antibiotik. Penggunaan antibiotik dalam produksi hewan mempunyai dampak besar terhadap kesehatan masyarakat, meningkatkan kejadian resistensi antibiotik dan multidrug. Adanya resistensi terhadap antimikroba dapat ditularkan ke hewan lain dan manusia melalui kontak langsung, produksi produk hewani, dan secara tidak langsung melalui lingkungan. Resistensi terhadap lebih dari tiga jenis antibiotik dari kelompok berbeda disebut multidrug resistance (MDR). Resistensi antibiotik dapat terjadi melalui mekanisme transfer gen resistensi antar berbagai bakteri secara vertikal maupun horizontal (transformasi, konjugasi, dan transduksi).
Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian untuk mengetahui gen virulensi hlyF pada APEC di Indonesia. Temuan faktor virulensi tersebut adalah meningkatkan kesadaran masyarakat akan keamanan pangan yang berasal dari bebek dan kalangan peternak terhadap penyakit colibacillosis yang disebabkan oleh strain APEC.
Bebek yang berasal dari pasar tradisional di Indonesia masih dijual secara tradisional, hal ini diperburuk dengan kurangnya biosekuriti dan sanitasi yang diterapkan oleh pekerja di pasar. Bebek dapat tertular bakteri baik patogen maupun non patogen antara lain Pasteurella multocida, Salmonella enterica, dan Escherichia coli. Colibacillosis pada dunia perunggasan merupakan tantangan yang cukup besar sehingga menimbulkan permasalahan produksi, kerugian ekonomi, dan kematian pada unggas. Colibacillosis di peternakan dan pasar ternak disebabkan oleh sanitasi, kebersihan, dan lingkungan yang buruk.
Apalagi antibiotik telah menjadi pilihan untuk mengurangi angka kematian akibat colibacillosis pada unggas. Namun penggunaan antibiotik yang berlebihan dan tidak tepat telah memicu munculnya resistensi antibiotik dan MDR, sehingga mengakibatkan kegagalan terapi dan kerugian ekonomi bagi peternakan. Penelitian ini menunjukkan 15% (20/134) mengalami MDR. Angka kejadian resistensi multidrug semakin meningkat di seluruh dunia karena penyebaran gen yang terletak pada elemen genetik berupa plasmid dan kombinasi gen dengan gen resistensi sehingga menghasilkan bakteri yang resisten terhadap semua kelas antibiotik.
Penelitian ini mengungkapkan perbedaan pola resistensi MDR muncul akibat perbedaan kombinasi jenis antibiotik yang digunakan oleh peternak. Hal ini membuktikan bahwa pola resistensi menunjukkan keragaman karena berbagai antibiotik yang digunakan, perbedaan geografis, dan sistem produksi unggas yang berbeda menyebabkan perbedaan pola resistensi. Selain itu, antibiotik spektrum luas dapat mempengaruhi pola resistensi terhadap antibiotik yang digunakan bersama.
Penyakit menular dapat menyerang unggas, salah satunya pada bebek yang disebabkan oleh APEC dan dianggap sebagai penyebab utama gangguan kesehatan pada peternakan unggas di seluruh dunia. Beberapa gen pada plasmid menyebabkan faktor virulensi pada strain APEC, seperti cvaC, tsh, sitA, iutA, ompT, etsABCD, eitABC, hlyF, dan iroN. Isolat patogen mempunyai gen dengan frekuensi yang tinggi sekitar 85% dibandingkan bakteri komensal yaitu sekitar 25%. Uji PCR menunjukkan 12/20 dengan persentase 60% isolat Escherichia coli hasil usapan kloaka bebek mempunyai gen virulensi hlyF. Hasil ini lebih rendah dibandingkan penelitian sebelumnya mengenai kejadian APEC yang disebabkan oleh virulensi hlyF sebesar 80% di Korea. Terlebih lagi, laporan mengenai APEC yang mengandung gen virulensi hlyF pada bebek masih jarang. Ada laporan mengenai APEC mengenai unggas lain, seperti ayam, yang memiliki gen hlyF sebesar 83,33% di Bangladesh dan Nepal sebesar 100%. Gen virulensi hlyF menunjukkan kejadian 99% di Qatar, dan di Indonesia, hlyF 100% terjadi pada ayam kampung. Gen hlyF ditemukan di APEC, yang menjadi racun, menyebabkan sel mengalami lisis dan kerusakan, menginduksi vakuolisasi sel inang, kolonisasi, motilitas, pembentukan biofilm, aglutinasi, pembentukan vesikel membran luar, yang selanjutnya berkontribusi terhadap virulensi bakteri.
Kesimpulannya bahwa Escherichia coli dengan sifat Multidrug Resistance (MDR) ditemukan pada usap kloaka bebek di tujuh pasar hidup di Surabaya sebesar 15%, dan gen virulensi hlyF ditemukan sebesar 60%. Adanya kesadaran masyarakat akan keamanan pangan yang berasal dari bebek dan kalangan peternak akan penyakit colibacillosis yang disebabkan oleh strain APEC. Selain itu, penggunaan antibiotik yang memicu resistensi dan timbulnya MDR menjadi perhatian dan memerlukan pengawasan dokter hewan.
Penulis: Prof. Dr. Mustofa Helmi Effendi, drh., DTAPH
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Kendek IA, Putri MFR, Wibisono FJ, Effendi MH, Tyasningsih W, Ugbo EN, Agumah NB. 2024. Molecular detection of hlyF gene on multidrug resistance of avian pathogenic Escherichia coli isolated from ducks on wet markets of Surabaya, Indonesia. Biodiversitas 25: 1246-1252.
Baca Juga: Pola Resistensi Antimikroba dan Gen Campylobacter jejuni yang Diisolasi dari Ayam
