Teknik Laboratorium untuk Pemeriksaan Genetik dan Molekuler dalam Kesehatan Masyarakat

Mohammad Rizki
mohammadrizki@unram.ac.id

FKIK Universitas Mataram

28 Agustus 2025

Peta Epidemiologi Molekuler HBV di Indonesia

Peta Epidemiologi Molekuler HBV di Indonesia (Mulyanto dkk. 2009)

Outline

  • Teknik Molekuler & Manfaatnya
  • Teknik Genetik & Manfaatnya
  • Studi Kasus
  • Tantangan & Etika
  • Kesimpulan

Apa manfaat peta tadi?

Serotipe Genotipe Distribusi Implikasi
adw
  • Genotipe A (Eropa, Amerika Utara, Afrika)
  • Genotipe F & H (Amerika Latin)
  • Amerika Utara
  • Eropa Barat
  • Amerika Selatan
  • Respons baik terhadap interferon (Genotipe A)
  • Penyakit relatif lebih ringan
  • Prognosis lebih baik
adr
  • Genotipe C (Asia Timur & Tenggara)
  • Kadang Genotipe B
  • Asia Timur
  • Asia Tenggara
  • Infeksi lebih berat & kronis
  • Risiko HCC lebih tinggi
  • Respons interferon lebih buruk
ayw
  • Genotipe D (Mediterania, Timur Tengah, India)
  • Genotipe E (Afrika Barat)
  • Mediterania
  • Timur Tengah
  • India
  • Afrika
  • Genotipe D: sering kronis
  • Genotipe E: progresi cepat
  • Respon terapi moderat
ayr
  • Genotipe I dan varian langka
  • Papua Nugini
  • Oseania
  • Jarang, data klinis terbatas
  • Masih tercakup vaksin
  • Perlu surveilans di daerah endemis kecil

Implikasi Subtipe HBsAg terhadap Diagnosis, Pengendalian, dan Pencegahan

Subtipe Distribusi Diagnosis Pengendalian Pencegahan
adw Amerika Utara,
Eropa Barat		 Memastikan uji diagnostik mampu mendeteksi subtipe yang dominan Digunakan untuk pemetaan epidemiologi di daerah dengan prevalensi rendah–menengah Sudah tercakup oleh vaksin Hepatitis B (berbasis determinan 'a')
adr Asia Timur &
Asia Tenggara		 Menjamin kit diagnostik bekerja di daerah prevalensi tinggi Sering berkorelasi dengan genotipe C → perjalanan penyakit lebih berat, respons interferon lebih rendah Vaksin efektif; perlu pemantauan untuk kemungkinan varian escape
ayw Mediterania,
Timur Tengah,
sebagian India		 Membantu penelusuran wabah di daerah endemis Berguna untuk memantau risiko HBV melalui transfusi darah Vaksin memberikan perlindungan; penting di daerah dengan angka carrier tinggi
ayr Oseania
(misalnya Papua Nugini)		 Membantu identifikasi kasus langka atau impor Mendukung strategi pengendalian pada fokus endemis lokal Sudah tercakup vaksin; meskipun jarang, tetap perlu pemantauan

1. Teknik Molekuler

PCR (Polymerase Chain Reaction)

  • Manfaat:
    • Deteksi cepat agen infeksi (virus, bakteri, parasit).
    • Identifikasi strain spesifik untuk surveilans penyakit.
    • Digunakan pada diagnosis TB, HIV, COVID-19.

Real-Time PCR (qPCR)

  • Manfaat:
    • Kuantifikasi viral load → memantau efektivitas terapi.
    • Deteksi dini infeksi sebelum gejala klinis muncul.
    • Evaluasi transmisi penyakit pada populasi.

Next-Generation Sequencing (NGS)

  • Manfaat:
    • Whole Genome Sequencing (WGS) → identifikasi varian patogen.
    • Menelusuri rantai penularan dalam outbreak.
    • Menyediakan data untuk vaksin & terapi berbasis genomik.

RNA-seq

  • Manfaat:
    • Analisis ekspresi gen selama infeksi.
    • Mengetahui respons imun host terhadap patogen.
    • Menemukan biomarker prediktif prognosis penyakit.

ELISA & Western Blot

  • Manfaat:
    • Deteksi antibodi/antigen untuk diagnosis infeksi.
    • Penilaian imunitas populasi (seroprevalensi).
    • Monitoring keberhasilan vaksinasi.

Proteomik & Metabolomik

  • Manfaat:
    • Identifikasi biomarker molekuler untuk skrining penyakit kronis.
    • Mengetahui perubahan metabolisme akibat paparan lingkungan.
    • Digunakan dalam penelitian diabetes, kanker, penyakit kardiovaskular.

2. Teknik Genetik

SNP Genotyping

  • Manfaat:
    • Identifikasi polimorfisme terkait kerentanan penyakit.
    • Digunakan dalam studi risiko hipertensi, asma, kanker.
    • Membantu menentukan kelompok risiko tinggi di populasi.

Genome-Wide Association Studies (GWAS)

  • Manfaat:
    • Memetakan variasi genetik yang berasosiasi dengan penyakit kompleks.
    • Menemukan target baru untuk intervensi kesehatan masyarakat.
    • Contoh: hubungan gen FTO dengan obesitas.

Copy Number Variation (CNV) Analysis

  • Manfaat:
    • Mendeteksi perubahan jumlah salinan gen yang terkait penyakit.
    • Relevan pada gangguan neurodevelopmental, kanker.
    • Memberikan pemahaman tentang predisposisi populasi.

Epigenetik (DNA Methylation, ChIP-seq, microRNA)

  • Manfaat:
    • Menunjukkan dampak faktor lingkungan terhadap ekspresi gen.
    • Memberikan mekanisme biologis hubungan sosial-ekonomi & kesehatan.
    • Contoh: paparan asap rokok → perubahan pola metilasi DNA → risiko kanker paru.

Analisis Populasi & Keluarga

  • Linkage Analysis:
    • Menemukan gen penyebab penyakit monogenik dalam keluarga.
  • Pedigree Analysis:
    • Melacak pola pewarisan genetik.
  • Polygenic Risk Scores (PRS):
    • Menggabungkan banyak SNP untuk memprediksi risiko penyakit kronis.

3. Studi Kasus

Kanker Serviks

  • PCR → deteksi HPV.

  • Genotyping HPV → target vaksin.

  • Biomarker epigenetik → prediksi progresi lesi.

Catatan

Sel HeLa merupakan contoh terbaik bagaimana studi molekuluer dan genetik sel dari individu yang sakit secara klinis mempunyai dampak ke kesehatan masyarakat

Penyakit Infeksi

Sekitar 75% dari kegawatdaruratan kesehatan masyarakat terkait infeksi berasal dari hewan atau lingkungan (Tigistu-Sahle dkk. 2023)

COVID-19

  • WGS SARS-CoV-2: deteksi spillover dari hewan → manusia.
  • WGS → pemantauan varian (Alpha, Delta, Omicron).
  • Real time PCR → diagnosis cepat.
  • Analisis host genomik → faktor risiko berat.
  • Surveilans lintas negara: basis kebijakan perjalanan & vaksin booster.

Rabies

  • PCR pada hewan & manusia → deteksi dini kasus.

  • Kebijakan vaksinasi massal anjing → pencegahan populasi.

AMR (Antimicrobial Resistance)

  • WGS bakteri resisten pada rumah sakit, peternakan, & limbah.

  • Kebijakan pengendalian antibiotik lintas sektor (One Health AMR strategy).

Penyakit Kronis

  • GWAS → identifikasi gen risiko diabetes.
  • Epigenetik → pengaruh diet & aktivitas fisik.
  • PRS → stratifikasi risiko populasi.

4. Konsep Precision Public Health

  • Definisi: penggunaan data molekuler, genetik, lingkungan, & sosial untuk intervensi kesehatan yang lebih tepat sasaran.
  • Prinsip: dari personalised medicine (individu) → precision public health (populasi).
  • Tujuan: meningkatkan efektivitas program kesehatan dengan menargetkan kelompok risiko tinggi.

A. Peran Teknik Laboratorium

  • PCR & qPCR → Diagnosis cepat, surveilans infeksi.
  • NGS / WGS → Pemantauan varian patogen, rantai penularan.
  • RNA-seq, Proteomik, Metabolomik → Biomarker risiko, deteksi dini penyakit kronis.
  • SNP Genotyping & GWAS → Identifikasi kerentanan populasi.
  • Epigenetik → Dampak faktor lingkungan & sosial.
  • PRS (Polygenic Risk Score) → Stratifikasi risiko dalam populasi.

B. Pemetaan Teknik → Manfaat → Kebijakan

Teknik Manfaat Ilmiah Implikasi Precision Public Health
PCR/qPCR Deteksi cepat patogen Surveilans penyakit menular
WGS/NGS Identifikasi varian & rantai transmisi Kebijakan vaksinasi adaptif
RNA-seq Profil ekspresi gen host Prediksi populasi berisiko tinggi
ELISA/Serologi Seroprevalensi Evaluasi cakupan imunisasi
GWAS/SNP Genotyping Peta risiko genetik Program skrining berbasis risiko
Epigenetik Interaksi gen-lingkungan Regulasi lingkungan & intervensi preventif
PRS Prediksi risiko kronis Promosi kesehatan pada kelompok spesifik

C. Alur Integrasi Data

flowchart A Sampel Individu B Analisis Laboratorium (PCR, NGS, GWAS, Epigenetik) A->B C Data Molekuler & Genetik B->C D Analisis Bioinformatika & Statistik C->D E Interpretasi Epidemiologi D->E F Kebijakan Precision Public Health (skrining, vaksin, intervensi) E->F

5. Tantangan & Etika

  • Teknis: validasi hasil antar laboratorium.
  • Sumber daya: biaya tinggi & keterbatasan infrastruktur.
  • Etika:
    • Privasi data genetik individu/populasi.
    • Risiko diskriminasi berdasarkan informasi genetik.

Penutup

Kesimpulan

  • Setiap teknik laboratorium memberikan manfaat unik dalam memahami penyebab & distribusi penyakit.
  • Integrasi molekuler & genetik → mendukung precision public health.
  • Penerapan membutuhkan kolaborasi multidisiplin serta perhatian etika & keadilan akses.

Diskusi

💡 Menurut Anda, teknik mana yang paling feasible & impactful untuk kesehatan masyarakat di Indonesia?

Bacaan Lanjut

Mulyanto, Sulaiman Ngongu Depamede, Kiely Surayah, Fumio Tsuda, Koji Ichiyama, Masaharu Takahashi, dan Hiroaki Okamoto. 2009. “A Nationwide Molecular Epidemiological Study on Hepatitis B Virus in Indonesia: Identification of Two Novel Subgenotypes, B8 and C7.” Archives of Virology 154 (7): 1047–59. https://doi.org/10.1007/s00705-009-0406-9.
Tigistu-Sahle, Feven, Zelalem Mekuria, Abhay R. Satoskar, Gabriele Sales, Wondwossen A. Gebreyes, dan Celso José Bruno de Oliveira. 2023. “Challenges and opportunities of molecular epidemiology: using omics to address complex One Health issues in tropical settings.” Frontiers in Tropical Diseases 4 (Juli). https://doi.org/10.3389/fitd.2023.1151336.