2442-2622 PERKEMBANGAN BERBAGAI TIPE VAKSI

155
BioWallacea Jurnal Ilmiah Ilmu Biologi September 2015
Vol. 1 No. 3, p 155-158
ISSN: 2442-2622
PERKEMBANGAN BERBAGAI TIPE VAKSIN UNTUK MENANGGULANGI PENYAKIT KOI
HERPESVIRUS : REVIEW
Dewi Nur’aeni Setyowati1)
1
Program Studi Budidaya Perairan Universitas Mataram
Jl. Pendidikan 37 Mataram 83125
Email: [email protected]
Koi Herpesvirus (KHV) merupakan penyakit ikan yang disebabkan oleh virus. Penyakit ini menyerang
koi dan karper. Kematian karena KHV tinggi mencapai 80-100%. Penyakit KHV menjadi permasalahan
internasional karena menyerang berbagi benua yaitu Benua Eropa, Amerika, Asia dan Afrika. Berbagai cara
dikembangkan untuk menanggulangi KHV, diantaranya adalah dengan cara vaksinasi. Tipe-tipe vaksin yang
telah dikembangkan diantaranya adalah vaksin KHV hidup yang telah dilemahkan (live attenuated), vaksin
KHV yang telah diinaktivasi dalam liposom, vaksin DNA, serta vaksin rekombinan. Berbagai tipe vaksin
tersebut mempunyai keunggulan dan kelemahan dalam menanggulangi penyakit KHV.
Keywords: KHV, vaksin, penanggulangan
I. PENDAHULUAN
Koi herpesvirus (KHV) adalah penyakit yang
disebabkan oleh virus. Penyakit tersebut menyerang
ikan koi (Cyprinus carpio koi) dan ikan mas (Cyprinus
carpio) (Setyorini dkk., 2008). KHV dapat
menyebabkan kematian pada ikan hingga 80-100%
(Hartman et al., 2008). Penelitian Perelberg et al. (2003)
menunjukkan bahwa infeksi virus KHV tidak
menyebabkan kematian pada Carassius auratus;
Ctenopharyngodon
idellus;
Hypophthalmichthys
molitrix; Bidyanus bidyanus dan Oreochromis niloticus.
Namun, penelitian Rahmawati dkk (2010) berdasar hasil
PCR menunjukkan bahwa koi dan koki dapat menjadi
inang KHV. Virus KHV menyerang ikan dengan
berbagai macam umur, namun benih lebih mudah
terserang virus tersebut dibandingkan ikan dengan umur
lebih dewasa (Perelberg et al., 2003).
KHV adalah virus DNA yang termasuk dalam
Famili Herpesviridae. KHV disebut juga Cyprinus
herpesvirus type-3 (CyHV3) (Srisuvan et al., 2010,
Bandin & Dopazo, 2011). Secara taksonomi, anggota
famili Herpesviridae terdiri dari genom DNA double
stranded. Genom DNA tersebut terbungkus dalam
kapsid isosahedral yang dikelilingi oleh lapisan
tegument. Lapisan tegument dibungkus oleh envelope
(Aoki et al., 2007). Envelope mempunyai spike yang
mengelilingi permukaan virus (Carter et al., 2006).
Kapsid berdiameter 100-110 nm, virion secara
keseluruhan berdiameter 170-230 nm (Gambar 1).
Genom KHV diperkirakan berukuran 277 kbp (Ronen et
al., 2003)
Gambar 1. Koi herpesvirus : a. Struktur Koi herpesvirus, b. Gambaran mikrograf elektron virion Koi herpesvirus
(Mettenleiter et al., 2009 cit Michel et al., 2010)
Penyakit KHV pertama kali teridentifikasi di
Israel tahun 1998 diikuti dengan kematian dalam skala
besar pada ikan budidaya. Kerugian yang lain akibat
penyakit ini juga menyerang Amerika, Inggris, Jerman
dan Indonesia. Di Eropa, Asia dan Afrika, infeksi virus
tersebut tersebar secara luas dan menyebabkan
156
kehilangan yang besar pada spesies Cyprinus carpio
(El-Din, 2011). Serangan KHV dapat menyebabkan
kematian 80-100% pada ikan yang terinfeksi
(Murwantoko et al, 2012). Tabel 1 menunjukkan daftar
negara dan tahun dilaporkan terserang KHV pertama
kali.
Tabel 1. Data negara dan tahun dilaporkan terserang
..KHV pertama kali (Crane et al., 2005;
..Chinabut and Somsiri 2005)
Eropa
Amerika Asia
Afrika
Inggris (1998) USA
Israel
Afrika
(1998)
(1998)
Selatan
(2003)
Belgia (1999)
Indonesia
(2002)
Denmark
China
(2002)
(2002)
Jerman
Jepang
(2003)
Belanda
Thailand
(2002)
(2005)
Swiss(2003)
Singapura
(2005)
Luxemburg
(2003)
Italia (2003)
Austria (2003)
Perancis
(2003)
Di Indonesia, penyakit KHV teridentifikasi
pertama kali tahun 2002 di Blitar, Jawa Timur,
kemudian menyebar ke Subang, Jawa Barat. Survei
menunjukkan bahwa KHV sebagian besar menginfeksi
daerah Jawa, Bali, Sumatera Selatan, kemudian
menyebar ke Kalimantan dan Sulawesi. Sedikitnya ada
10 wabah KHV pada ikan karper dan koi di Indonesia
yang menyebabkan kematian yang tinggi, dampak
ekonomi dan sosial, dan berpotensi sebagai sumber
infeksi yang akan menyebar ke daerah lain (Sunarto dan
Cameron, 2006)
Gejala luar ikan yang terinfeksi KHV meliputi
pada insang ikan terdapat warna merah/kecoklatan dan
putih , insang berdarah, mata cekung, kulit berwarna
pucat/ melepuh. . Ikan sering ditemukan berenang
dengan lamban, tidak terkontrol dan sukar bernapas
(Hartman et al., 2008). Ikan yang terserang KHV juga
mengalami kenaikan produksi lendir (Hedrick et al.
2005). Pengamatan mikroskopik pada insang sering
menunjukkan jumlah bakteri dan parasit yang banyak
sebagai infeksi sekunder KHV (Hedrick et al. 2000).
Gejala internal ikan terinfeksi KHV tidak konsisten dan
tidak spesifik, tetapi dapat berupa perlekatan organ
dalam di rongga tubuh dan warna organ yang berbeda,
ginjal dan limpa membesar (Hedrick et al., 2005;
Goodwin, 2003). Penelitian Costes et al. (2009)
menunjukkan bahwa gerbang utama masuknya KHV ke
dalam tubuh ikan adalah lewat kulit. Organ yang
mengalami kerusakan adalah insang dan ginjal
membesar (El-Din, 2011). Berdasarkan penamaan carp
interstitial nephritis gill necrosis virus (CNGV), virus
menginfeksi ikan melalui insang, bereplikasi di insang,
menginduksi lendir dan nekrosis, dan selanjutnya virus
terlepas ke air. Dari insang, virus dapat cepat
menyerang ke ginjal, virus berlokasi di sel darah putih
dan menyebabkan kerusakan yang berat pada ginjal.
Lokasi virus yang berada dalam sel darah putih
memungkinkan virus dapat secara cepat tertransfer ke
organ dalam lewat sel darah putih yang terinfeksi dan
selanjutnya berkembang dalam sel epitel ginjal dan
usus. Selanjutnya virus terlepas ke dalam air, virus
dapat juga terlepas lewat luka atau bagian tubuh yang
mengalami peradangan (Gilad et al., 2004 cit. El-Din,
2011). Penelitian Hedrick et al. (2000) menunjukkan
bahwa DNA KHV ditemukan dalam jumlah banyak
pada usus di awal infeksi.
II. PENANGGULANGAN PENYAKIT KHV
Sebagian besar infeksi virus yang akut
menghasilkan imunitas yang abadi. Ikan yang dapat
bertahan terhadap serangan penyakit, atau ikan yang
diimunisasi secara natural, meskipun mempunyai level
antibodi yang rendah, menjadi resisten/kebal terhadap
infeksi penyakit. Sejauh ini, pemberantasan dan
penggunaan disinfektan pada kolam yang terinfeksi
menunjukkan kegagalan untuk melindungi ikan dari
KHV. Seleksi ikan yang resisten terhadap KHV secara
genetik juga tidak dapat dijalankan pada ikan hias
seperti koi. Penggunaan pendekatan imunisasi natural
akan menyebarkan virus yang patogen. Oleh karena itu,
jalan untuk mengurangi bahaya KHV yaitu dengan
imunisasi ikan secara aktif dengann vaksin (Ilouze et
al., 2009). Keberadaan vaksin KHV merupakan
kebutuhan mendesak untuk penanggulangan penyakit
karena KHV(Yasumoto et al., 2006).
Vaksinasi untuk Penanggulangan KHV
Vaksinasi bertujuan untuk menginduksi imunitas
aktif pada individu. Vaksin adalah suspensi keseluruhan
(hidup/mati) atau fraksi bakteri/virus yang non
patogenik, dan diberikan untuk menginduksi respon
imun dan mencegah penyakit (Rao, 2006). Prinsip
vaksinasi adalah untuk memperoleh respon imun (Bell,
2014). Vaksin mempunyai berbagai tipe diantaranya
vaksin virus/bakteri yang dimatikan/diinaktivasi
(Killed/Inactivated vaccine),
virus/bakteri
yang
dilemahkan (live attenuated vaccine), vaksin DNA, dan
vaksin rekombinan (Rao, 2014; Hansson et al., 2000,
Bell, 2014). Berbagai tipe vaksin tersebut telah
dikembangkan untuk menanggulangi penyakit KHV.
Vaksin
KHV
yang
dimatikan/diinaktivasi
(Killed/Inactivated Vaccine)
Vaksin virus KHV yang dimatikan telah
dikembangkan oleh Miyazaki et al. (2008). Virus KHV
yang sudah dikultur pada sel KF-1 diinaktivasi dengan
menggunakan formalin. KHV yang sudah dimatikan
157
dibawa oleh liposom (entrapment in liposome).
Penggunaan liposom sebagai pembawa peptida, protein
dan vaksin DNA membutuhkan teknologi yang simpel
dan mudah untuk produksi skala besar dengan hasil
vaksin yang tinggi (Gregoriadis et al., 1999). Liposom
berupa lipid yang dapat menggabungkan antigen, faktor
imunomodulatori, dan molekul target sehingga potensial
sebagai vaksin (Altin and Parish, 2006). Liposom
diketahui mudah masuk ke dalam sel (Miyazaki et al.,
2008).
Liposom
mempunyai
kemampuan
menggabungkan molekul air terlarut dan minyak terlarut
pada fase aqueous dan ase lipid dari liposom sehingga
sejak 1970 sudah digunakan uuntuk mengirimkan obat
ke dalam sisi spesifik dari tubuh (Gregoriadis et al.,
1999). Penelitian Yoshimura et al., (2004) dalam
Miyazaki et al., (2008) telah mengembangkan liposom
sebagai suspensi di dalam air sehingga dapat dicampur
dengan pakan pellet moist maupun direndam pada pellet
kering untuk aplikasi di lapangan.
Prosedur penelitian Miyazaki et al., (2008)
dalam membuat vaksin KHV yang telah diinaktivasi
adalah dengan cara mematikan/menginaktivasi KHV
menggunakan formalin. Setelah KHV mati, liposom
ditambahkan ke dalam KHV. Liposom yang telah
ditambahkan di KHV menjadi vaksin liposom-KHV.
Kelemahan dari vaksin yang telah diinaktivasi
adalah membutuhkan dosis yang lebih banyak, durasi
proteksi lebih pendek daripada vaksin hidup yang telah
dimodifikasi, biasanya membutuhkan adjuvant untuk
meningkatkan efisiensi (Pridgeon and Klesius, 2010,
Hansson et al., 2000). Pada vaksin KHV yang
dikembangkan Miyazaki et al. (2008) menggunakan
liposom untuk meningkatkan efisiensi vaksin.
Sedangkan keunggulan vaksin yang dimatikan adalah
lebih aman karena tidak berpotensi menjadi virulen
(Rao, 2006; Pridgeon and Klesius, 2010) serta lebih
murah dibanding vaksin hidup yang dilemahkan (Rao,
2006).
untuk menjadi protein imunogenik dan terekspresi
dalam permukaan sel (Adams et al., 2008).
Vaksin DNA untuk menanggulangi KHV telah
dikembangkan oleh Nuryati et al. (2010) menggunakan
gen yang menyandi glikoprotein (ORF 25 KHV). Gen
glikoprotein KHV (GP) diligasi ke dalam plasmid pAct.
Selanjutnya pAct-GP diinjeksi ke ikan karper sebagai
vaksin DNA (Nuryati et al., 2010).
Keunggulan dari vaksin DNA adalah stabil, tidak
mengandung protein sehingga tidak ada respon imun
melawan vektor. Sedangkan kelemahan vaksin DNA
adalah integrasi DNA ke dalam genom inang dapat
memicu terjadinya mutagenesis, ekspresi antigen dalam
inang dapat menyebabkan induksi sistem imun yang
kurang responsif terhadap antigen tersebut (Rao, 2006).
Vaksin Rekombinan
Vaksin rekombinan adalah vaksin yang
diproduksi menggunakan teknologi DNA rekombinan
atau menggunakan rekayasa genetika. Dalam teknik
vaksin rekombinan, gen yang diinginkan diinsersi ke
dalam vektor kemudian diekspresikan proteinnya (Rao,
2006).
Vaksin rekombinan untuk menanggulangi
penyakit KHV telah dikembangkan oleh Costes et al.
(2008) dan Murwantoko et al. (2012). Vaksin yang
dikembangkan oleh Costes et al. (2008) menggunakan
genom KHV, sedangkan vaksin yang dikembangkan
oleh Murwantoko et al. (2012) menggunakan gen
ORF124 KHV (sub unit) yang menyandi membran
glikoprotein KHV.
Keuntungan dari vaksin rekombinan adalah
lebih aman karena tidak ada resiko menjadi pathogen
(Anderson, 2000), sistem produksi lebih efisien
(Hansson et al, 2000). Sedangkan kelemahannya adalah
dibutuhkan dosis yang berlipat serta membutuhkan
adjuvant (Hansson et al., 2000)
DAFTAR PUSTAKA
Vaksin KHV hidup yang dilemahkan
Vaksin hidup menggunakan KHV yang
dilemahkan telah dikembangkan dengan injeksi intra
muscular (Ronen et al., 2003). Vaksin KHV yang
dilemahkan tersebut telah diproduksi di Israel dan telah
diekspor ke beberapa Negara (Amerika, Jepang, Jerman,
Kanada).(Yasumoto et al., 2006). Vaksin hidup secara
umum menstimulasi semua fase dari sistem imun,
menghasilkan respon lokal yang seimbang, sistemik,
dan melibatkan sistem imun selular dan humoral.
Namun, vaksin hidup yang dilemahkan membutuhkan
jumlah protein yang banyak agar imunitas efisien dan
tahan lama (Ilouze et al., 2010). Resiko dari vaksin
hidup adalah kemungkinan untuk bermutasi menjadi
virus yang virulen (Yasumoto et al., 2006).
Vaksin DNA
Vaksinasi DNA adalah sebuah poses dimana
DNA yang mengkode antigen (belum menjadi antigen)
dimasukkan ke dalam tubuh untuk perlindungan
(Adams et al., 2008). Gen yang mengkode antigen
tertentu dikloning (Rao, 2014). DNA yang sudah
diligasi ke plasmid, dimasukkan ke dalam sel inang
Altin, J. G., and C. R. Parish. 2006. Liposomal VaccineTargetting The Delivery of Antigen. Elsevier
(40): 39-52.
Anderson, C. 2000. Production and Delivery of
Recombinant Sub Unit Vaccine. Stockholm.
Royal Institute of Technology. Department of
Biotechnology. 68p.
Aoki, T., Hirono, I., Kurokawa, K., Fukuda, Nahary, R.,
Eldar, A., Davison, A.J., Waltzek, T.B.,
Bercovier, H., and Hendrick, R.P., 2007,
“Genome Sequences of Three Koi Herpesvirus
Isolates Representing the Expanding Distribution
of an Emerging Disease Threatening Koi and
Common Carp Worldwide”, Journal of Virology,
Vol. 81, No.10, hal. 5058-5056.
Bandin, I., and Dopazo, C.P., 2011, “Host Range, Host
Specificity and Hypothesized Host Shift Events
among Viruses of Lower Vertebrates. Review”.
Veterinary Research, hal. 42-67.
Bell, J. G. 2014. A Comparison of the Different
Vaccines Available for the Control of Newcastle
158
Disese in Village Chickens. Rabats institute.
Marocco.
Carter, G. R., Wise, D. J., and Flores, E. F., 2006,
Herpesviridae, IVISO, 14 p.
Chinabut, S., and Somsiri, T., 2005, Koi Herpesvirus
(KHV) Disease Outbreak in Thailand. GPS
Monitoring in Thailand
Costes, B., Raj, V.S., Michel, B., Fournier, G., Thirion,
M., Gillet, L., Mast, J., Lieffrig, F., Bremont, M.,
and Vanderplasschen, A., 2009, “The Major
Portal of Entry of Koi herpesvirus in Cyprinus
carpio is the Skin”, Journal of Virology, Vol. 83,
No. 7, hal. 2819-2830.
Costes, B., Fournier, G., Miche, B., Delforge, C., Stalin
Raj, V., Dewals, B., Gillet, L., Drion, P., Body,
A., Schynts, F., Lieffrig, F., and A.
Vanderplasschen. 2008. Cloning of The Koi
Herpesvirus Genome as an Infectious Bacterial
Artificial Chromosome Demonstrates that
Disruption of the Thymidine Kinase Locus
Induces Partial Attenuation in Cyprinus carpio
koi. Journal of Virology. Vol 82 (10): 49554964.
Crane, M., Sano, M., and Komar, C., 2004, Infection
with Koi Herpesvirus-Disease Card. Bangkok:
NACA, 11 pp.
El-Din, M.M.M., 2011, “Histopathological Studies in
Experimentally Infected Koi Carp (Cyprinus
carpio koi) with Koi Herpesvirus in Japan”,
World Journal of Fish and Marine Sciences, Vol.
3, No. 3, hal. 252-259.
Gregoriadis, G., McCormack, B., Obrenovic, M., Saffie,
R., Zadi, B., and Y. Perrie. 1999. Vaccine
Entrapment in Liposomes. Methods (19): 156162.
Hansson, M., Nygren, P. A., and S. Stahl. 2000. Review
Design and Production of Recombinant Sub Unit
Vaccine. Biotechnol Appl Biochem (32): 9-107
Hartman, K. H., Yanong, R. P. E., Petty, B. D., Floyd,
R. T. , Riggs, A. C., 2008, Koi Herpes Virus
(KHV) Disease, University of Florida.
Hedrick, R. P. O., Gilad, S., Yun, J., Spangenberg, R.,
Marty, M., Nordhausen, M., Kebus, H.,
Bercovier, and Eldar. A., 2000, “A Herpesvirus
Associated with Mass Mortality of Juvenile and
Adult Koi, A Strain of Common Carp”, J. Aquat.
Anim. Health, No. 12, hal. 44–55.
Hedrick, R. P., Gilad, O., Yun, S. C., McDowell, T. S.,
Waltzek, T. B., Kelley, G. O., Adkison, M. A.,
2005, “Initial isolation and Characterization of a
Herpes-like Virus (KHV) from Koi and Common
Carp”, Bull. Fish. Res. Agen. Supplement. No.2,
hal. 1-7.
Ilouze, M., Davidovich, M., Diamant, A., Kotler, M.,
and Dishon, A., 2009, The Outbreak of Carp
Disease Caused by CvHV-3 as a Model for New
Emerging Viral Diseases in Aquaculture: a
Review. The Ecological Society of Japan
Michel, B., Fournier, G., Lieffrig, F., Costes, B., and
Vanderplasschen,
A.,
2010,
“Cyprinid
herpesvirus 3. Emerging Infectious Disease”,
Vol.16, No. 12.
Miyazaki, T., Yasumoto, S., Kuzuya, Y., and T.
Yoshimura. 2008. A Primary Study on Oral
Vaccination with Liposomes Entrapping Koi
Herpesvirus (KHV) Antigens Againts KHV
Infection in Carp. Asian Fiheries Society.
Manila. 99-184p.
Murwantoko, Setyowati, D. N., Pratiwi, R., and M.
Kawaichi. 2012. Cloning and xpression of
ORF124 Koi Herpesvirus as a Vaccine.
Indonesian Journal of Biotechnology. Vol 17 (1):
42-50.
Nuryati, S., Alimuddin, Sukenda, Soejodono, R. D.,
Santika, A., Pasaibu, F. H., and K.
Sumantadinata. 2010. Construction of a DNA
Vaccine Using Glycoprotein Gene and Its
Expression Towards Increasing Survival rate of
KHV-infected Common Carp (Cyprinus carpio).
Jurnal Natur Indonesia 13 (1): 47-52.
Perelberg, A., Smirnov, M., Hutoran, M., Diamant, A.,
Bejerano, Y., Kotler, M., 2003, “Epidemiological
Description of A New viral Disease Afflicting
Cultured Cyprinus carpio in Israel”, Israeli J.
Aquat, No. 55, hal.5-12.
Rahmawati, T.W., Suprapto, H., and Agustono, 2010,
“Pencarian Inang KHV (Koi Herpesvirus) dari
beberapa Jenis Ikan: Koi (Cyprinus carpio),
Koki (Carassius auratus), Komet (Carassius
auratus auratus), Nila (Oreochromis niloticus)
dan Lele (Clarias batrachus)”, 12 p.
Rao, S. P. N., 2006, Vaccines, Davangere: Departement
of Microbiology, JJMMC,hal. 1-5.
Ronen, A., Perelberg, A., Abramowitz, J., Hutoran, M.,
Tinman, S., Bejerano, I., Steinitz, M., Kotler, M.,
2003, “Efficient Vaccine Against the Virus
Causing a Lethal Disease in Cultures Cyprinus
carpio”, Vaccine, No. 21, hal. 4667-4684.
Setyorini, N., Khusnah, A., Widajatiningrum, L., 2008,
“Kelangsungan Hidup Ikan Koi (Cyprinus carpio
koi) yang terinfeksi KHV (Koi Herpesvirus)”,
Berkala Ilmiah Perikanan, Vol. 3, No. 1.
Srisuvan, T., Patchimasiri, T., Tangdee, S., 2010,
“Differentiation of Cyprinid Herpesvirus Type-3
Genotypes Collected from Bangkok, Thailand in
2009”,
Thai-NIAH
eJournal.
http://www.dld.go.th/niah. Vol. 5, No.2, hal 5258.
Sunarto, A., and Cameron, A., 2006, Epidemiology and
Control of Koi herpesvirus in Indonesia, The
11th International Symposium on Veterinary
Epidemiology and Economics
Yasumoto, S., Kuzuya, Y., Yasuda, M., Yoshimuro, T.,
and Miyazaki, T., 2006, “Oral Immunization of
Common Carp with Liposome Vaccine Fusing
Koi herpesvirus Antigen”, Fish Pathology, Vol.
41, No. 4, hal. 141-145.