ETIOLOGI
Klasifikasi
agen penyebab
Botulisme
adalah nama paling umum yang diberikan untuk menunjukan klinis yang timbul pada
hewan akibat terpapar neurotoksin Clostridium
botulinum. Nama lain termasuk “limberneck”,
“Western duck sickness”, “duck disease”, dan “keracunan alkali”. C. botulinum merupakan bakteri batang
anaerob Gram positif berukuran besar yang paling sering ditemukan di lingkungan
dalam bentuk spora. Pada spesies ini terdapat empat kelompok berdasarkan jenis
toksin dan kemampuan proteolitiknya.
Gen yang
mengkode toksin botulinum dapat ditemukan pada kromosom, terletak pada plasmid,
atau diperoleh dari bakteriofag. Ada tujuh toksin yang berbeda, AF, dan toksinotipe
bakteri ini diberi nama sesuai dengan toksin yang dihasilkannya (misalnya, C. botulinum toksinotipe A menghasilkan toksin
botulinum A) setelah tumbuh (dalam bentuk vegetatif). Artinya, dalam bentuk
spora, bakteri ini tidak menghasilkan toksin.
Neurotoksin
botulinum sangat kuat dan menyebabkan kelumpuhan lamban dengan menghambat pelepasan
asetilkolin pada sambungan otot-otot syaraf. Spesies mamalia dan unggas
sama-sama rentan terhadap toksisitas, yang dapat terjadi melalui infeksi toksik
(terinfeksi atau mengkonsumsi bakteri penghasil toksin) atau intoksikasi (mengkonsumsi
toksin itu sendiri).
Ketahanan
terhadap perlakuan fisik dan kimia
Suhu: Spora
sangat tahan panas; bakteri yang telah tumbuh optimal antara 25°-40°C;
toksinotipe non-proteolitik dapat mereplikasi dan menghasilkan toksin pada suhu
serendah 5°C; toksin dapat dinonaktifkan pada suhu 80°C selama >10 menit.
pH: Pertumbuhan C. botulinum terhambat pada pH <4,5; produksi toksin optimal
pada pH 5,7-6,2.
Bahan
Kimia/Disinfektan: Klorin dioksida dan oksidan campuran efektif dalam
menonaktifkan spora; klorin bukanlah inaktivator spora yang dapat diandalkan
namun mampu menonaktifkan toksin; ozon efektif tetapi memerlukan parameter pH
dan konsentrasi yang tidak praktis untuk penggunaan umum.
Kelangsungan hidup: Spora sangat stabil di lingkungan dan dapat
bertahan selama bertahun-tahun hingga beberapa dekade.
EPIDEMIOLOGI
Spesies
yang terkena dampak
Banyak
spesies burung dan mamalia dapat terkena botulisme; daftar ini tidak lengkap:
● Lebih dari
100 spesies burung liar telah didokumentasikan menderita botulisme di seluruh
dunia - toksin C, E
○ Unggas air,
burung pantai, dan burung migran merupakan kelompok yang paling berisiko
○ Burung
nasar (famili Cathartidae, Accipitridae)
resisten terhadap tipe C
○ Toksin tipe
E lebih sering menyerang burung pemakan daging
○ Wabah
penyakit pada burung raptor berhubungan dengan pembuangan bangkai unggas yang
tidak tepat
● Sapi (Bos taurus) - toksin C, D
○ Tipe C
lebih sering terjadi di Amerika Utara, sedangkan tipe D lebih sering terjadi di
Amerika Selatan dan Afrika Selatan
● Singa laut
California (Zalophus californianus)
○ Wabah pada
hewan penangkaran terkait dengan wabah unggas air endemik
● Manusia (Homo sapiens) - toksin A, B, E, dan F
● Kuda (Equus ferus caballus) - toksin A, B, C,
D
● Mink (Neovison dan Mustela spp.) - toksin A, C, D, E
● Unggas,
yaitu ayam (Gallus gallus domesticus)
dan burung pegar (Phasianus colchicus)
- toksin A, C
● Domba (Aries ovis) - toksin C, D
Rute
pemaparan
● Menelan
jaringan busuk yang mengandung toksin
● Menelan invertebrata
yang mengumpulkan toksin, terutama belatung, yang terkait dengan bahan organik
yang membusuk seperti bangkai
● Proliferasi
pertumbuhan C. botulinum di:
○ saluran
usus, yang memungkinkan penyerapan neurotoksin selanjutnya (toksikoinfeksi,
juga disebut “toksigenesis usus”)
○ luka
(termasuk tukak gastrointestinal), tempat neurotoksin disimpan langsung ke
aliran darah (infeksi toksik)
SUMBER
● Clostridium botulinum yang telah tumbuh/
bentuk vegetatif (yaitu, tidak bersporulasi)
○ Spora dapat
ditemukan di dalam jaringan invertebrata lahan basah dan burung dan, jika
tertelan, dapat tumbuh. Spora juga dapat keluar dari saluran pencernaan melalui
tinja.
KEJADIAN
C. botulinum toksinotipe A dan B paling sering ditemukan
di tanah, sedangkan toksinotipe C, D, E, F, dan G lebih umum ditemukan di
lingkungan dengan kelembapan tinggi, seperti lahan basah. Toksinotipe G hanya
diidentifikasi pada sampel tanah di Argentina; penyakit ini tidak dikaitkan dengan
wabah. “Titik panas” geografis botulisme bukanlah hal yang jarang terjadi dan
dapat bertahan selama beberapa tahun. Toksin ini mempunyai beberapa derajat
asosiasi spesies karena perbedaan spesifisitas lokasi target pada protein
membran vesikel sinaptik.
Faktor
lingkungan yang mendorong berkembangnya peristiwa wabah unggas air tidak
sepenuhnya terkarakterisasi karena hubungan multifaktorialnya yang kompleks,
namun beberapa faktor abiotik diyakini memiliki arti penting. Kematian lebih
sering terjadi pada musim panas ketika suhu lingkungan tinggi dan suhu air
>20°C. Salinitas >2 bagian per juta dikaitkan dengan peningkatan risiko
terjadinya wabah, begitu pula pH air sekitar 7,5-9,0.
Potensi
redoks negatif dalam air dan penurunan ketersediaan oksigen juga merupakan
kondisi yang menguntungkan. Faktor biotik seperti substrat tempat bakteri
bertahan juga penting; C. botulinum
tidak mampu mensintesis semua asam amino esensial dan oleh karena itu
memerlukan substrat protein tinggi untuk bertahan dalam bentuk vegetatif. Hal
ini mungkin menjadi alasan adanya hubungan antara wabah botulisme dan adanya
sejumlah besar bahan organik yang membusuk. C.
botulinum juga berasosiasi dengan alga berserabut dan tumbuhan air di
beberapa ekosistem.
Faktor
antropogenik kemungkinan besar berdampak pada jumlah dan kualitas substrat C. botulinum, dan juga produksi toksin
di lingkungan. Misalnya, banjir/pengeringan lahan basah, penggunaan pestisida,
dan polutan lain seperti limpasan pertanian dapat membunuh organisme akuatik
dan oleh karena itu menyediakan substrat tambahan yang sesuai untuk pertumbuhan
bakteri. Selain itu, pengendapan limbah mentah, vegetasi yang membusuk, dan
lain-lain, ke dalam lingkungan menyediakan lebih banyak substrat dan mendorong
penipisan oksigen akibat efek peningkatan nutrisi. Di fasilitas domestik dan
penangkaran, kegagalan fermentasi silase
dan haylage dapat mengakibatkan
perkembangbiakan C. botulinum.
Burung migran
liar merupakan salah satu spesies paling terkenal yang terkena dampak kematian
akibat botulisme dalam skala besar. Wabah pada unggas air dan burung pantai
diyakini disebabkan oleh konsumsi invertebrata air kecil dan belatung yang
mengandung toksin C dan/atau E. Karena invertebrata tidak terpengaruh oleh
toksin botulinum, mereka berfungsi sebagai akumulator toksin dan berkontribusi
pada apa yang disebut “karkas- siklus belatung” botulisme burung.
Singkatnya,
siklus ini ditandai dengan hal-hal berikut: 1) produksi toksin pada bangkai
hewan yang membusuk yang dimakan belatung, 2) belatung yang mengkonsentrasikan
toksin , 3) unggas air yang memakan belatung, dan 4) kematian hewan, penumpukan
bangkai, dan produksi toksin lebih lanjut. Ketika siklus ini dimulai, kematian
yang terfokus dapat dengan cepat berkembang menjadi peristiwa kematian yang
sangat besar dan berskala besar yang mungkin melibatkan puluhan ribu hingga
jutaan burung. Pasalnya, satu bangkai dapat menampung belatung dalam jumlah
besar, namun jika tertelan beberapa belatung saja dapat menyebabkan kematian.
DIAGNOSIS
Tanda-tanda
klinis pada spesies yang rentan biasanya muncul dalam hitungan jam hingga hari.
Waktu timbulnya penyakit dan perkembangan hingga kematian diyakini bergantung
pada dosis, namun dapat bervariasi menurut spesies. Beberapa hewan mungkin
pulih, namun mereka tidak terlindungi dari paparan toksin di masa depan.
Diagnosis Klinis Indikasi lapangan terhadap kematian akibat botulisme pada
unggas biasanya mencakup kumpulan unggas yang sakit dan/atau mati di tepi
perairan, biasanya di dekat tumbuh-tumbuhan. Di wilayah yang ketinggian airnya
stabil (misalnya, tanggul, danau, sungai besar), kerumunan orang terlihat di
dekat vegetasi yang tergenang air dan semenanjung/pulau yang ditumbuhi tanaman.
Burung dengan berbagai tahap penyakit sering ditemukan bersama-sama, begitu
pula bangkai dengan berbagai tahap pembusukan.
Beberapa
spesies mungkin terpengaruh secara bersamaan. Jika dicurigai adanya botulisme,
isi tembolok dan ampela unggas yang mati harus diperiksa untuk mengetahui
adanya belatung. Kehadiran belatung di saluran pencernaan dapat meningkatkan
kecurigaan botulisme, namun ketidakhadiran belatung tidak menguranginya;
konsumsi yang salah mungkin telah dihilangkan pada saat tanda-tanda klinis
berkembang. Keracunan pada unggas air menyebabkan ketidakmampuan untuk mempertahankan
penerbangan karena kelemahan pada tahap awal.
Burung
mengalami kelumpuhan lamban pada kakinya dan akan mendorong dirinya melintasi
daratan atau air dengan sayapnya. Kelopak mata ketiga atau membran pengelip
mungkin menonjol karena kelumpuhan. Akhirnya, terjadi kelumpuhan lamban pada
leher dan kepala tidak dapat ditahan di atas air; pada tahap ini, burung
biasanya tenggelam sebelum terjadi kegagalan pernafasan akibat toksin. Pada
spesies mamalia, tanda-tanda klinis botulisme juga ditandai dengan paresis
progresif tetapi mungkin juga termasuk disfasia, air liur, disuria, gangguan
pernapasan, dan akhirnya kelumpuhan pernapasan atau jantung.
Secara umum,
baik spesies unggas maupun mamalia ditemukan dalam keadaan berbaring telentang
dengan posisi kepala rendah atau leher terentang.
LESI
● Biasanya
tidak ada lesi yang berarti pada kasus botulisme
● Unggas air
dan burung pantai mungkin mengalami gejala tenggelam (cairan di saluran
pernapasan, dll.)
DIAGNOSIS
BANDING
● Toksisitas
pertumbuhan alga
● Hipokalemia
● Trauma atau
infeksi sistem saraf pusat
● Mamalia
○ Antraks
○ Rabies
○
Poliradikuloneuritis idiopatik
○ Kelumpuhan
kutu
○ Paresis
parturien (“milk fever”)
●
Burung
○ Sayap meranggas
secara musiman merupakan penyebab umum ketidakmampuan terbang dan harus dipertimbangkan
selama musim panas; upaya penangkapan hewan sering kali berhasil menjelaskan
status kesehatan dan kebugarannya secara umum
○ Keracunan
timbal
○ Keracunan
biji jarak
○ Penyakit
Marek
○ Toksisitas
ionofor
○
Pasteurellosis (“fowl cholera”)
○ Duck viral
enteritis (“duck plague”)
○ Sampel
diagnosis laboratorium dengan HPAI untuk identifikasi toksin
● Darah utuh
atau serum
● Isi saluran
cerna
● Hanya
sampel yang diperoleh dari hewan yang hampir mati atau hewan yang baru saja
mati yang boleh digunakan untuk pengujian; C.
botulinum dapat berkembang biak dengan cepat pada jaringan yang membusuk
dan menghasilkan toksin yang tidak terdapat pada antemortem.
○ Sampel
harus didinginkan atau dibekukan segera setelah dikumpulkan dan dikirim ke
fasilitas diagnostik di atas es untuk alasan yang sama dengan tes serologis
● Serologi
tidak digunakan untuk mendiagnosis botulisme.
Prosedur
Identifikasi toksin
● Inokulasi
serum dari hewan yang dicurigai ke tikus
○ Dua
kelompok tikus digunakan, salah satunya diberi antitoksin tipe spesifik. Jika
serum mengandung toksin botulinum, tikus yang tidak diobati saja akan mengalami
tanda-tanda klinis yang disebabkan oleh toksisitas botulinum dan mati.
● Uji ELISA untuk
deteksi antigen
○ Mendeteksi toksin
aktif (proteolitik) dan tidak aktif (non-proteolitik).
● Uji PCR
tersedia untuk membedakan toksinotipe C.
botulinum, namun tidak dapat mendeteksi keberadaan toksin botulinum dalam
darah atau kandungan gastrointestinal.
Tes serologis
● Serologi
tidak digunakan untuk mendiagnosis botulisme.
PENCEGAHAN DAN PENGENDALIAN
Profilaksis sanitasi
● Spora C. botulinum bersifat kuat dan umum
ditemukan di lingkungan lahan basah, dan kondisi yang mendorong perkecambahan
hingga menjadi vegetatif bersifat kompleks dan multivariat. Oleh karena itu,
upaya pengendalian harus difokuskan pada pengurangan risiko dan penghapusan faktor-faktor
yang berkontribusi terhadap produksi toksin.
○ Pengumpulan
dan pembuangan bangkai secepatnya (insinerasi, penguburan) sangat disarankan
untuk memutus siklus penularan bangkai-belatung, terutama di wilayah yang
banyak terdapat unggas air dan burung pantai.
○ Mengurangi
jumlah masukan organik ke lahan basah dan perairan lain yang dikelola. Hal ini
termasuk banjir atau pengeringan air yang cepat, terutama di musim panas.
○ Pengelolaan
pH air, salinitas, dan oksigenasi mungkin diperlukan di wilayah berisiko. ○
Tidak disarankan untuk membuang limbah air limbah ke lahan basah.
●
Pengendalian lalat di dekat fasilitas penangkaran dapat mengurangi risiko
penumpukan belatung bertoksin.
● Fasilitas
penangkaran harus mendisinfeksi tempat tersebut dengan bahan yang diketahui
efektif melawan bakteri pembentuk spora, terutama jika tempat tersebut memiliki
riwayat wabah botulisme. Profilaksis medis
● Terdapat
vaksin khusus toksin yang digunakan untuk kuda peliharaan, cerpelai ternak, dan
kawanan burung pegar komersial, namun penggunaannya tidak efektif dari segi
biaya untuk bebek liar atau fasilitas ayam komersial.
● Antitoksin
tersedia dan efektif untuk sebagian besar spesies.
○
Pengecualian mencakup burung coot, burung pantai, burung camar, dan burung
grebes, yang kemungkinan besar akan terserang botulisme meskipun telah
diberikan pengobatan antitoksin dan perawatan suportif.
● Di
fasilitas penangkaran, segala kekurangan nutrisi harus diatasi secepat mungkin
untuk mencegah hewan mengonsumsi bahan-bahan yang membusuk di lingkungan secara
wajib.
○ Sapi dan
domba yang kekurangan fosfor cenderung mengunyah tulang, sehingga meningkatkan
risiko menelan spora.
POTENSI
DAMPAK AGEN PENYAKIT DILUAR PENYAKIT KLINIS
Risiko
terhadap kesehatan masyarakat
● Manusia
rentan terhadap toksin botulinum namun mereka tidak umumnya mengonsumsinya dari
satwa liar atau sumber lingkungan. Ada beberapa kasus di mana konsumsi toksin
tipe E dikaitkan dengan ikan yang tidak diolah dengan benar. Toksin umumnya
dinonaktifkan dengan memasak makanan dengan benar.
● Manusia
terutama terkena dampak tipe A, B, dan E; efek toksin tipe C tidak dijelaskan
dengan baik pada manusia tetapi diketahui pada banyak spesies primata
non-manusia.
Risiko
terhadap peternakan
● Spesies
unggas dan ternak, termasuk cerpelai yang dibudidayakan, rentan terhadap
neurotoksin botulinum. Sumbernya tidak selalu jelas atau dapat dilihat, dan
jika sebagian besar ternak terkena dampaknya, para peternak dapat menghadapi
kerugian hewan dan finansial yang besar.
REFERENSI
1.
Anza, I., Vidal, D., & Mateo, R. (2014). New insight
in the epidemiology of avian botulism outbreaks: necrophagous flies as vectors
of Clostridium botulinum type C/D.
Environmental Microbiology Reports, 6(6), 738-743.
2.
Espelund, M. & Klaveness, D. (2014). Botulism
outbreaks in natural environments - an update. Frontiers in Microbiology, 5,
287.
3.
Friend, M. & Franson, J. C. (1999). Avian Botulism.
In T. E. Rocke and M. Friend (Eds.), Field manual of wildlife diseases: General
field procedures and diseases of birds (pp. 271-281). Washington, D.C.: U.S.
Dept. of the Interior, U.S. Geological Survey.
4.
Long, S. C., & Tauscher, T. (2006). Watershed issues
associated with Clostridium botulinum.
Journal of Water and Health, 4(3), 277-288.
5.
Songer, J. G., & Post, K. W. (2005). The genus
Clostridium. In Veterinary microbiology: Bacterial and fungal agents of animal
disease (pp. 261-264). St. Louis, MO: Elsevier Saunders.
6.
Stämpfli, H. R. (2014). Botulism. Merck Veterinary
Manual. Accessed 2020: https://www.merckvetmanual.com/generalized-conditions/clostridial-diseases/botulism
7.
Tahseen Abdul-Aziz (2019). Botulism in poultry. Merck
Veterinary Manual. Accessed 2020: https://www.merckvetmanual.com/poultry/botulism/botulism-in-poultry?query=botulism
8.
Wildlife Health Australia (2019). Botulism in Australian
wild birds. Accessed 2020: https://www.wildlifehealthaustralia.com.au/FactSheets.aspx
SUMBER:
WOAH. 2022. Botulism.
Aetiology Epidemiology Diagnosis Prevention and Control Potential Impacts of
Disease Agent Beyond Clinical Illness References. https://www.woah.org/app/uploads/2022/02/botulism-1.pdf