Peningkatan Interleukin-4 Pada Pekebun dengan Askariasis di Wilayah Rural Jember

## Increased Interleukin-4 in Farmers With Ascariasis in Rural Jember
Adiz Dwiputra Rahmadhan Amanullah, Yunita Armiyanti *) , Bagus Hermansyah, Dina Helianti, Yudha Nurdian Fakultas Kedokteran, Universitas Jember
* E-mail: yunita.fk@unej.ac.id

## ABSTRACT
Ascaris  lumbricoides is  nematode  which  often  infest  human  in  the  world.  The  infestation  of A. lumbricoides in the human will trigger the formation of Th2 immune responses through increased interleukin-4 released by innate immune cells. Th2 immune response generates B lymphocyte cells to  produce  IgE  antibodies  to  eliminate A.  lumbricoides .  Therefore,  IL-4  is  a marker  of  Th2 immune response. The purpose of this study was to determine the prevalence of ascariasis and an increase of IL-4 in planters infested with A. lumbricoides as a marker of Th2 immune response. Our study was observational analytic with cross sectional design. 230 planters who were willing to be involved in the study gave stool samples for the diagnosis of ascariasis. 20 people who were positive  for  ascariasis  and  20  people  who  were  negative  selected  randomly  for  blood  plasma samples.  IL-4  levels in  blood  plasma  were  measured  using  ELISA.  Differences  in  IL4  levels between positive and negative ascariasis were analyzed by the Mann Whitney statistical test with p value ≤  0.05.  The  prevalence  of  ascariasis  among  planters  in  rural  area  of  Jember  was  16,52% which was included low prevalence. Univariate analysis showed that the mean and median levels of IL-4 ascariasis were greater than those of healthy planters. Mann Whitney test results showed that  there  were  differences  in  levels  of  IL-4  between  ascariasis  and  healthy  planters  (p≤0.05). Increased levels of IL-4 in planters with ascariasis indicate that A. lumbricoides infection triggers the formation of Th2 immune response as a mechanism for eliminating A. lumbricoides .
Keywords: Interleukin-4, A. lumbricoides , Th2 immune response.

## PENDAHULUAN
Ascaris  lumbricoides merupakan  salah  satu nematoda  yang  sering  menginfestasi  manusia di  dunia.  Ada  sekitar  807  juta  orang  di  dunia telah terinfestasi A. lumbricoides dan 69% dari angka tersebut berasal dari Benua Asia (Wang et  al. ,  2016).  Negara  yang  beriklim  tropis, seperti  Indonesia dan  subtropis  diduga memiliki  prevalensi  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  negara  beriklim  lain (Bundy et  al. , 2018). Prevalensi  askariasis  di  wilayah Indonesia  cukup  tinggi  yaitu  sekitar  10-20% (Pullan et al. , 2014). Manusia yang terinfestasi A.  lumbricoides di  dunia  sering  terabaikan padahal  terinfestasi
A.  lumbricoides akan membuat produktifitas kerja menurun. Manusia yang  terinfestasi A.  lumbricoides akan kehilangan  kalori  dan  protein  dari  makanan yang  dimakan.  Hal  tersebut  dapat  terjadi karena A.  lumbricoides menyerap  kalori  dan protein (Eidwina et  al. ,  2016).  Kementerian
Kesehatan  Republik  Indonesia (2017) memperkirakan  bahwa  kerugian  akibat hilangnya  kalori  dan  protein  pada  penderita askariasis sebesar 177,5 miliar rupiah per tahun (Kemenkes,  2017).  Hilangnya  protein  dan
kalori  tersebut  akan  berdampak  pada penurunan produktifitas manusia. Berprofesi sebagai pekebun di negara yang beriklim  tropis  seperti  Indonesia  akan meningkatkan risiko terinfestasi A. lumbricoides .  Pekebun  merupakan  salah  satu pekerjaan yang sering kontak langsung dengan tanah.  Tanah  digunakan  oleh A.  lumbricoides untuk mematangkan telurnya dan sebagai jalur penularan infeksi (Nurdian & Kurniawati, 2005;  Betson & Stothard,  2016).  Semakin sering pekebun kontak langsung dengan tanah, maka  semakin  tinggi  kemungkinan  telur A. lumbricoides mengontaminasi  kuku  tangan pekebun dan termakan oleh pekebun. Adanya A.  lumbricoides di  dalam  tubuh manusia  akan  merangsang  respons  imun  T helper  tipe  2  (Th2) (Gazzinelli-Guimaraes & Nutman,  2018).  Salah  satu  sitokin  yang memiliki peranan penting dalam imunitas Th2 ialah  Interleukin-4  (IL-4).  Sitokin  ini  akan merangsang diferensiasi Th0 menjadi Th2. Th2 yang  terbentuk  akan  merangsang  sel  B  untuk mengeluarkan  antibodi,  seperti  IgE.  Antibodi ini  akan  bekerja  sama  dengan  sel-sel fagositosis untuk  membasmi  keberadaan
A. lumbricoides (Gazzinelli-Guimaraes & Nutman,  2018) . Selain  itu,  Th2  juga  memiliki fungsi menghasilkan sitokin yang salah satunya IL-4, dan dapat  dikatakan  sebagai  petanda respon  imun  Th2 (Luzina et  al. ,  2012).
Penelitian  IL-4  pada  komunitas  pekebun askariasis  belum  banyak  diteliti  di  Indonesia, khususnya  di  Jember. Tujuan  penelitian  ini ialah  mengetahui  adanya  peningkatan  IL-4 pekebun  yang  terinfestasi A. lumbricoides sebagai gambaran respon imun pada askariasis.

## METODE
Jenis  penelitian  ini  adalah  analitik  observasional dengan  menggunakan  desain  penelitian cross sectional. Populasi penelitian ini ialah pekebun yang telah  bersedia  terlibat  dalam  penelitian  dan  bekerja di  tiga  wilayah  perkebunan  di  Jember,  yaitu perkebunan  Gunung  Pasang,  Sumber  Wadung,  dan
Garahan  Kidul.  Pekebun  yang  bersedia  terlibat dalam  penelitian  berjumlah  230  orang.  Seluruh pekebun  tersebut  diambil  fasesnya untuk mendiagnosis  pekebun  yang  askariasis,  dengan menggunakan metode kualitatif, yaitu flotasi/sedimentasi.  Selanjutnya  secara  acak  dipilih
20 pekebun yang positif askariasis dan 20 pekebun yang negatif. Plasma darah pekebun tersebut diambil untuk  diukur  kadar  IL-4nya menggunakan  ELISA. Data  dianalisis  dengan  uji  univariat dan  Mann Whitney  untuk  mengetahui  perbedaan  kadar  IL-4 antara  pekebun  askariasis  dengan  pekebun  sehat. Penelitian  ini  dilakukan  di  laboratorium  Biokimia Fakultas Kedokteran Universitas Jember pada bulan Agustus  hingga  Desember  2019.  Penelitian  ini dilaksanakan  setelah  mendapat ethical  clearance dari  Komite  Etik  Fakultas  Kedokteran  Universitas Jember nomer 1174/UN25.1.11/KE/2018.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik  subyek  dan  lokasi  penelitian menunjukkan wilayah perkebunan yang paling banyak dipakai sebagai sampel penelitian ialah Sumber  Wadung  dengan  subyek  penelitian sebesar 21 (52,5%), sedangkan wilayah dengan sampel  askariasis  terbanyak  ialah  Gunung Pasang  dengan  subyek  penelitian  sebesar  9
(22,5%). Penelitian  pada  pekebun  di  wilayah yang  sama  juga  pernah dilakukan  dan menyimpulkan bahwa prevalensi infestasi STH pada  daerah  tersebut  berkategori  menengah (>20%) (Sampe,  2019). Hal  ini  menandakan bahwa  wilayah  perkebunan  Gunung  Pasang merupakan daerah endemis askariasis. Jenis  kelamin  responden  terbanyak  yang digunakan  sebagai  sampel  penelitian  ini  ialah perempuan,  dengan  jumlah  subyek  penelitian sebesar 35 (87,5%). Selain itu, perempuan juga menjadi jenis kelamin terbanyak dalam subyek
penelitian ini, yaitu sebesar 15 (37,5%). Hal ini disebabkan karena  sebagian  besar  pekerja perkebunan  di  wilayah  Jember  memiliki  jenis kelamin  perempuan (Primadana et  al. ,  2019). oleh karena itu, secara tidak langsung membuat populasi  perempuan  memiliki  risiko  lebih tinggi  terinfestasi A.  lumbricoides daripada populasi laki-laki. Jenis  pekerjaan  yang  paling  banyak menjadi  responden  penelitian  ialah  perawat pohon  kopi,  dengan  jumlah  subyek  penelitian sebesar 20 (50%). Jenis pekerjaan yang paling banyak  terinfestasi A.  lumbricoides ialah perawat  pohon  kopi  dengan  jumlah  subyek penelitian sebesar 11 (27,5%). Jenis pekerjaan pembibitan  kopi  dan  perawat  pohon  kopi merupakan jenis pekerjaan yang sering kontak dengan  tanah.  Seluruh  pekebun  dengan  jenis pekerjaan  pembibitan  kopi  telah  terinfestasi A.  lumbricoides .  Jumlah  pekebun  yang askariasis lebih banyak daripada pekebun yang sehat  pada  pekebun  dengan  jenis  pekerjaan perawat  pohon  kopi.  Penelitian  pada  petani menunjukkan  bahwa  petani  yang  tidak memakai alat pelindung diri saat bekerja lebih banyak  mengalami  cacingan  daripada  petani yang  memakai  APD (Wijaya et  al. ,  2016). Berdasarkan  data  tersebut  pekebun  yang pekerjaannya sering kontak dengan tanah lebih berisiko terinfestasi A. lumbricoides dibandingkan pekebun yang pekerjaannya tidak sering  kontak  dengan  tanah. Karakteristik subyek penelitian dapat dilihat pada Tabel 1. Prevalensi askariasis pada pekebun dari tiga perkebunan  Sumber  Wadung,  Gunung  Pasang dan Garahan Kidul sebesar 16,52% (38 orang). Prevalensi  askariasis  pada  pekebun  di  rural Jember dapat dilihat pada Tabel 2. Jumlah  pekebun  yang  terinfestasi A. lumbricoides di ketiga wilayah tersebut sebesar 16,52%.  Menurut  Kemenkes  RI  (2017) prevalensi  cacingan  yang  kurang  dari  20% termasuk  dalam  kategori  rendah (Kemenkes, 2017). Besar prevalensi tersebut selaras dengan pernyataan  Pullan
et  al. (2014)  yang menyatakan  bahwa  prevalensi  askariasis  di Indonesia sebesar 10-20%.
Nilai  rata-rata  dan  median  kadar  IL-4 pekebun yang terinfestasi A. lumbricoides lebih tinggi dibandingkan pekebun yang sehat . Nilai rata-rata  kadar  IL-4  pekebun  yang  terinfestasi A.  lumbricoides sebesar  284,78  ng/L.  Nilai median kadar IL-4 pekebun yang terinfestasi A. lumbricoides sebesar  60,57  ng/L.  Kadar  IL-4 plasma darah dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 1. Karakteristik subyek penelitian No Karakteristik Sehat Askariasis n % n % 1 Wilayah Perkebunan Gunung Pasang 3 7,5% 9 22,5% Garahan Kidul 3 7,5% 4 10% Sumber Wadung 14 35% 7 17,5% Total 40 50% 40 50% 2 Jenis Kelamin Laki-laki - 0% 5 12,5% Perempuan 20 50% 15 37,5% Total 40 50% 40 50% 3 Jenis Pekerjaan Karyawan administrasi 1 2,5% 2,5% Pemetik kopi 2 5% 1 2,5% Pemangkas kopi 8 20% 5 12,5% Pembibitan kopi - 0% 2 5% Perawat Pohon Kopi 9 22,5% 11 27,5% Total 40 50% 40 50% Tabel 2. Prevalensi askariasis di Jember No Keterangan Jumlah (Frekuensi) (%) 1 Sehat 192 83,48% 2 Terinfestasi A. lumbricoides 38 16,52% Total 230 100% Tabel 3. Kadar IL-4 plasma darah No Keterangan Jumlah N Mean Median Simpangan Baku 1 Sehat 20 17,58 18,07 ±16,24 2 Terinfestasi A. lumbricoides 20 284,78 60,57 ±436,22 Total 40 181,19 29, 14 ±333,37 Uji  analisis  data  yang  digunakan  pada penelitian  ini  ialah Mann  Whitney, namun sebelumnya perlu dilakukan uji normalitas. Uji normalitas  yang  digunakan  pada  penelitian  ini ialah Saphiro  Wilk.
Hasil  uji  normalitas menunjukkan bahwa kadar IL-4 pekebun sehat dan  kadar  IL-4  pekebun  yang  terinfestasi A. lumbricoides tidak  memiliki  distribusi  data yang  normal  (p  <  0,05). Tabel  hasil  uji normalitas  dapat  dilihat  pada  Tabel  3.  Data yang berupa rasio dan tidak memiliki distribusi yang  normal  menentukan  uji  analisis  yang dipakai, yaitu Mann Whitney . Hasil uji analisis
tersebut  menunjukkan  terdapat  perbedaan kadar  IL-4  yang  signifikan  antara  pekebun yang  sehat  dan  pekebun  yang  terinfestasi A. lumbricoides (p < 0,05) . Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  terjadi peningkatan  IL-4  pada  pekebun  dengan askariais. Hasil analisis univariat menunjukkan nilai rata-rata dan  median  kadar IL-4 pekebun yang  terinfestasi A.  lumbricoides lebih  tinggi dibandingkan  pekebun  yang  sehat.  Hasil analisis bivariat menunjukkan nilai (p) < 0,05, sehingga  terdapat  perbedaan  yang  sangat bermakna (p ≤0,05) antara kadar IL-4 pekebun
yang  sehat  dan  pekebun  yang  terifestasi A. lumbricoides. Peningkatan  kadar  IL-4  pada pekebun  yang  terinfestasi
A.  lumbricoides selaras  dengan  beberapa  penelitian  yang  telah dilakukan  sebelumnya.  Penelitian  pada  anak yang terinfestasi A. lumbricoides di rural Mesir menyatakan  bahwa  anak  yang  terinfestasi A. lumbricoides memiliki  kadar  IL-4  dan  IL-5 yang lebih tinggi dibandingkan anak yang sehat (Gassani, 2011). Penelitian lain pada anak yang terinfestasi A.  lumbricoides di  Nigeria menunjukkan terjadinya peningkatan kadar IL- 4,  IL-5  dan  IL-10  pada  anak  yang  terinfestasi
A. Lumbricoides (Shalaby & Shalaby,  2016) . Hasil  yang  sama  juga  ditunjukkan  oleh penelitian  pada  anak  di  Ekuador,  yaitu  terjadi peningkatan sitokin-sitokin  Th2  (IL-4,  IL-5, dan  IL-13)  pada  anak  yang  terinfestasi A. Lumbricoides (Goddey, et  al .,  2010) . Hasil yang  sama  juga  didapatkan  pada  remaja  dan orang dewasa yang terinfestasi A. lumbricoides di Ekuador (Weatherhead et al. , 2017) . Kadar IL-4 dapat dipengaruhi oleh infestasi A. lumbricoides dalam tubuh manusia (Cooper,
Barreto  and  Rodrigues,  2006).
Ascaris lumbricoides merupakan  salah  satu  spesies cacing  parasit  yang  mengeluarkan  alergen, yaitu  ABA-1 (Ul-Haq, et  al .,  2016).  Alergen tersebut  akan  merangsang  respons  imun  alami yang diperankan oleh sel eosinofil, basofil, dan mastosit (Mendoza,  2017).  Sel-sel  tersebut akan  mengeluarkan  sitokin  Th2, yaitu  IL-4. Sitokin  tersebut  akan  merangsang  diferensiasi sel Th0 menjadi sel Th2. Sel hasil diferensiasi tersebut  mempunyai  dua  fungsi  utama,  yaitu mengeluarkan  sitokin-sitokin  dan  merangsang pematangan sel B menjadi sel plasma (Goddey, et al ., 2010). Salah satu sitokin yang dihasilkan oleh  Th2  ialah  IL-4  sehingga  kadar  IL-4  dan Th2  akan  selaras (Luzina et  al. ,  2012).  Sel plasma  yang  dihasilkan  akan  merangsang pengeluaran  antibodi  yang  salah  satunya  ialah IgE (Wang et  al. ,  2016).  Antibodi  ini  akan bekerja  sama  dengan  eosinofil  untuk membasmi A.  lumbricoides melalui  respons hipersensitivitas  tipe  II  berupa  mekanisme ADCC (Masure et  al. ,  2013;  Motran et  al. , 2018).  Respons  imun  diatas  secara  tidak langsung menunjukkan bahwa pada orang yang terinfestasi A. lumbricoides akan  meningkat. kadar  IL-4nya,  sehingga  IL-4  merupakan petanda  respon  imun  Th2  pada  infeksi  cacing usus.

## KESIMPULAN
Pekebun  yang  askariasis  memiliki  kadar  IL-4 lebih  tinggi  daripada  pekebun  yang  sehat.Hal tersebut  menunjukkan  terbentuknya  respons imun  Th2  sebagai  mekanisme  eliminasi A. lumbricoides .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada LP2M Universitas Jember untuk hibah keris dan Direksi PDP Kahyangan Jember  yang  mengijinkan  dan  semua  pihak yang telah  membantu  untuk  pengambilan sampel.

## DAFTAR PUSTAKA
Betson  M  &  Stothard,  JR.  2016. Ascaris lumbricoides or Ascaris suum : What′s  in  a Name?, J  Infect  Dis , 213 (8):1355–1356. Available at: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/ PMC4799673 Bundy DAP, Silva N, Horton S, Hamison DJ,.
Patton G  C & Brown G.  2017.  Child  and Adolescent Health and Development. 3 rd ed. Washington, DC: World Bank Development), p. 265. Cooper  P,  Barreto  M &  Rodrigues  L.  2006. Human Allergy and Geohelminth Infections: A Review of the Literature and a Proposed Conceptual Model to Guide the Investigation of Possible Causal Associations. British  Medical  Bulletin : 79–80;203–218. Available at:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/172044 85/#affiliation-1. Eidwina CA, Faridah L, Ermaya YS & Gurnida DA.  2016.  Association  of  Ascariasis with Nutritional  and Anemic  Status  in  Early School-age Students. Althea  Medical
Journal. 3 (1):93–98. Gassani A. 2011.
Hubungan Cacing Usus STH dengan  Kebiasaan  Bermain  Tanah  pada SDN 09 Pagi Paseban Tahun 2010 . Jakarta: Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia. Gazzinelli-Guimaraes PH & Nutman TB. 2018. Helminth Parasites and Immune Regulatio. F1000Res. 2018;7:F1000 Faculty Rev-1685. doi: 10.12688/f1000research.15596.1. Goddey  NOP,  Osagie  ID    &  Maliki  A.  2010. Serum  cytokines  profiles  in  Nigerian children  with Ascaris  lumbricoides
infection. Asian Pacific Journal of Tropical
Medicine .  Hainan  Medical  College. 3 (4): 288–291. doi: 10.1016/S1995- 7645(10)60070-3. Kemenkes,  R.  2017. Peraturan  Menteri Kesehatan Republik  Indonesia  Tentang Penanggulangan Cacingan . Jakarta. Luzina  IG,  Keegan AD,  Heller NM,  Rook GAW,  Shea-Donohue T & Atamas SP.
2012.  Regulation  of  inflammation  by interleukin-4:  a  Review  of  “alternatives”. Journal  of  Leukocyte  Biology . 92( 4):753–
764.
Masure D, Vlaminck J, Wang T, Chiers K, Van den Broeck W, Vercruysse J & Geldhof P. 2013.  A  role  for  Eosinophils  in  The Intestinal Immunity AgainstInfective Ascaris  suum larvae. PLoS  Neglected
Tropical Diseases . 7( 3):e2138. Mendoza  A.  2017. Genetic  Regulation  of  the Antibody  Response  to  the  Parasite
Ascaris spp .  Colombia:  University  of Cartagena.
Motran CC, Silvane L, Chiapello LS, Theumer
MG, Ambrosio LF, Volpini X, Celias DP & Cervi L..  2018.  Helminth  Infections: Recognition  and  Modulation of  The
Immune Response by Innate Immune Cells. Frontiers in Immunology . 9 :664. Nurdian Y & Kurniawati H. 2005. Identifikasi
Kontamiasi Telur dan Larva Cacing Parasit pada  Tanah  di  Daerah  Perkebunan Mumbulsari,  Kabupaten  Jember. Jurnal Biomedis . 3:5–29. Primadana  A,  Nurdian Y,  Agustina D, Hermansyah B, & Armiyanti Y. 2019. Eosinophilia  sebagai  Prediktor  Morbiditas Soil-Transmitted Helminthiases pada Pekerja Perkebunan Widodaren, Jember. Journal  of  Vocational  Health Studies . 03 : 47-52.
Pullan  RL, Smith JL,  Jasrasaria R & Brooker SJ. 2014. Global Numbers of Infection and Disease  Burden  of  Soil  Transmitted Helminth  Infections  in  2010. Parasites  &
Vectors . 7 (1):37 Sampe  S.  2019. Gambaran  jumlah  eosinofil pada  pekerja  perkebunan  gunung  pasang dan  kaliputih  yang  terinfestasi  soil- transmitted helminthes . Universitas Jember. Shalaby, Naglaa MS, & Nehad M. 2016. Effect of Ascaris  lumbricoides Infection  on  T Helper  Cell  Type  2  in Rural  Egyptian children. Therapeutics  and  Clinical  Risk Management . 12:379–385. doi: 10.2147/TCRM.S94019. Ul-Haq Z,  Naz  S & Mesaik M.  2016. Interleukin-4  Receptor  Signaling  and  Its Binding Mechanism: A Therapeutic Insight from Inhibitors Tool Box. Cytokine Growth Factor Rev . 32 :3–15. doi: doi:10.1016/j.cytogfr.2016.04.002. Wang H, Naghavi M, Allen C, Carter A, Casey DC, Charlson FJ, Chen AZ & Coates MM.
2016.  Global,  Regional,  and  National  Life Expectancy,  All-cause  Mortality,  and Cause-specific Mortality for 249 Causes of Death,  1980–2015:  a  Systematic  Analysis for  the  Global  Burden  of  Disease  Study 2015. The Lancet . 388 (10053):1459–1544. Weatherhead J, Cortes AA, Sandoval C, Vaca M, Chico M, Loor S, Cooper PJ & Mejia R. 2017. Comparison  of  Cytokine  Responses in  Ecuadorian  Children  Infected  with
Giardia , Ascaris ,  or  Both Parasites. Am  J Trop  Med  Hyg . 96 (6):1394–1399.  doi: doi:10.4269/ajtmh.16-0580.
Wijaya NH, Anies, Hadisaputro S.& Setyawan HS.2016.Faktor  Risiko  Kejadian  Infeksi
Cacing  Tambang  pada  Petani  Pembibitan Albasia  di  Kecamatan  Kemiri  Kabupaten Purworejo. JEEK.  Jurnal  Epidemiologi Kesehatan Komunitas . 1 (1):15-24.