Corona Virus 2019 atau yang lebih dikenal sebagai COVID-19 (Corona Virus Disease) disebabkan oleh SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2) pertama kali dilaporkan di Wuhan, Provinsi Hubei pada Desember 2019. Virus ini menyebabkan pandemi diseluruh dunia. COVID-19 dikaitkan dengan beragam keluhan sistemik namun lebih dominan pada gangguan pernapasan. Transmisi dari orang ke orang pada penyakit COVID-19 dipastikan menjadi penyebabnya. Kematian pada COVID-19 terutama disebabkan oleh gagal napas akibat pneumonia. Pneumonia COVID-19 umumnya menyebabkan acute respiratory distress syndrome (ARDS) yaitu suatu sindrom gangguan pernapasan akut, yang merupakan penyebab kematian tersering. Terjadinya ARDS pada pasien COVID-19 diperkirakan terjadi akibat respons imun yang berlebihan, umumnya dikenal sebagai “badai sitokin”.
Badai Sitokin
Infeksi SARS-CoV-2 menyebabkan terjadinya pelepasan sitokin yang berlebihan atau badai sitokin. Pelepasan sitokin yang cukup banyak tersebut awalnya bertujuan untuk menekan replikasi virus, tetapi hal ini justru menyebabkan kerusakan jaringan paru yang lebih luas dan berat. Mekanisme terjadinya badai sitokin melalui beberapa tahap, ketika SARS-CoV2 menginfeksi sel epitel alveolar, sel imun bawaan seperti makrofag akan mengenali virus tersebut. Makrofag yang teraktifasi akan melepaskan berbagai macam sitokin proinflamasi dan kemokin di antaranya TNFα, IL-1β, IL-6, IL-18 dan CXCL10, CXCL8, CXCL9, CCL2, CCL3, CCL5 yang akan merekrut lebih banyak monosit, makrofag dan neutrofil menuju tempat terjadinya infeksi sehingga akan menghasilkan sitokin proinflamasi yang lebih banyak lagi di tempat jejas. Kondisi ini akan menyebabkan kerusakan epitel alveolar dan barier epitel-endotelial pulmoner. Sel yang mengalami cedera juga akan melepaskan danger associated molecular patterns (DAMPs)yang juga akan menghasilkan molekul adhesi dan sitokin pro-inflamasi yang akan memperberat kerusakan jaringan.
Hubungan Antara IL-1β dan IL-10 dengan Derajat Keparahan COVID-19
Pada badai sitokin, terjadi peningkatan kadar berbagai macam sitokin diantaranya interleukin-1β (IL-1β), interleukin-10 (IL-10), TNF-α, yang terkait dengan peningkatan keparahan penyakit. IL-1β merupakan anggota keluarga sitokin interleukin 1 yang sangat berperan penting dalam respons inflamasi. IL-1β merupakan sitokin yang penting dan kuat yang terlibat dalam respons imun tubuh melawan infeksi dan cedera.
IL-10 merupakan sitokin yang memiliki fungsi anti-inflamasi sangat kuat dan berperan dalam membatasi respons imun tubuh terhadap patogen, sehingga menghindari kerusakan pada host dan menjaga homeostasis jaringan tetap normal. IL-10 memiliki aktivitas anti-inflamasi dan imunosupresi yang kuat pada fungsi sel myeloid yang mendasari keterlibatannya pada penyakit inflamasi akut dan kronis. IL-10 juga diidentifikasi sebagai faktor penghambat Th1 yang disekresikan oleh sel Th2. Penelitian pada IL-10 sebagai biomarker potensial untuk derajat keparahan COVID-19 sedang berkembang, dan tingginya ekspresi IL-10 dilaporkan dapat memprediksi prognosis yang buruk pada pasien COVID-19.
Peningkatan kadar sitokin pro-inflamasi dan anti-inflamasi secara simultan dibuktikan oleh dua sitokin, yaitu IL-1β dan IL-10. Kedua sitokin tersebut dilaporkan meningkat pada pasien dengan COVID-19 derajat berat, namun saat ini belum banyak penelitian yang membandingkan efek dan pengaruh kedua sitokin secara bersamaan.
Penelitian ini menggunakan desain studi analitikal observasional time-series. Selama bulan Mei sampai Oktober 2020 didapatkan 50 subyek penelitian yang memenuhi kriteria inklusi, kemudian dibagi menjadi dua kelompok, yaitu kelompok non-severe (n = 20), dan kelompok severe (n = 30). IL-1β dan IL-10 dianalisis menggunakan BD cytometric bead array sets. Hubungan antara rasio IL-1β/IL-10 dengan derajat keparahan COVID-19 dianalisis menggunakan uji Mann–Whitney dan uji Fisher’s exact. Nilai optimal cut-off untuk memprediksi derajat keparahan penyakit ditentukan dengan Youden’s index.
Pada penelitian ini tidak terdapat hubungan antara rasio IL-1β dan IL-10 dengan derajat keparahan COVID-19, namun pada observasi hari ke-6 didapatkan IL-1β dan IL-10 meningkat pada kelompok severe, sedangkan pada kelompok non-severe nilai rasio menurun pada hari ke-3 dan ke-6 dibandingkan pada hari ke-0. Kadar rasio serum IL-1β dan IL-10 pada kelompok severe pada hari ke-0 dan ke-3 lebih rendah dibandingkan dengan kelompok non-severe, akan tetapi lebih tinggi pada hari ke-6. Analisa kurva ROC menunjukkan bahwa IL-10 dengan nilai cut-off 2.19 pg/mL pada hari ke-6 dalam kelompok severe merupakan marker yang efektif untuk menilai derajat keparahan COVID-19 dengan sensitivitas sebesar 73.3%. Penemuan ini membuktikan bahwa pada COVID-19 derajat berat, inflamasi meningkat diikuti dengan peningkatan sitokin anti-inflamasi secara signifikan, terutama pada hari ke-6. Pada hari ke-6 kondisi klinis pasien dievaluasi untuk kemungkinan pemberian anti-interleukin, jika rasio IL-1β dan IL-10 rendah dan kadar serum IL-10 tinggi pada COVID-19 derajat berat, manfaat pemberian anti-interleukin perlu dipertimbangkan kembali.
Penulis: Resti Yudhawati, Sakina, dan Munawaroh Fitriah
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
Yudhawati R, Sakina S, Fitriah M (2022). Interleukin-1β and Interleukin-10 Profiles and Ratio in Serum of COVID-19 Patients and Correlation with COVID-19 Severity: A Time Series Study. Int J Gen Med, 15:8043-8054
