Bakteria dan Virus: Sama Tapi Tidak Serupa

Jangkitan mikroorganisma merupakan salah satu penyebab utama kemasukan ke hospital. Menurut data yang diterbitkan pada tahun 2013 oleh New England Journal of Medicine (NEJM), jangkitan pada saluran pernafasan yang disebabkan oleh bakteria dan/atau virus merupakan antara sepuluh penyebab utama kematian di seluruh dunia. Kebanyakan penyakit berjangkit pula disebabkan oleh agen bersaiz mikroskopik yang dikenali dengan istilah patogen (pathogen).

Walau bagaimanapun, “patogen” merupakan satu istilah perkumpulan umum (generalized grouping). Perkataan “patogen” itu sendiri merujuk kepada beberapa agen yang amat berlainan dari sudut fizikal, biologi, dan fungsi. Amnya, patogen dibahagikan kepada dua kumpulan utama: bakteria dan virus.

Apakah pula perbezaan antara bakteria dan virus? Antara perbandingan yang ketara ialah saiz fizikal bakteria adalah jauh lebih besar berbanding virus dan perbandingan antara dua hidupan ini tidak berhenti setakat itu sahaja. Rencana kali ini bakal membahaskan perbandingan antara bakteria dan virus dari beberapa sudut. Sebagai kandungan tambahan kepada rencana ini, kita juga akan membahaskan cara dua agen ini mempengaruhi sistem tindak balas imun (immune response) kita.

#1 Pengenalan Kepada Virus

Virus merupakan agen penyebab (causative agents) bagi hampir semua wabak popular yang melanda seluruh dunia. Sebagai contoh, virus Zika merupakan agen penyebab kepada wabak Zika yang melanda sekitar tahun 2015–2016. Anda boleh membaca liputan dan rumusan wabak Zika yang telah kami terbitkan pada September 2016. Wabak ini menimbulkan kegelisahan dalam kalangan ibu mengandung lantaran kecacatan kelahiran yang dikaitkan dengan jangkitan virus Zika.

Dari segi sejarah, sistem penamaan virus tidak dilakukan secara sistematik sehinggalah 1960-an apabila teknologi mikroskop elektron mula mendapat perhatian. Untuk pengetahuan anda, kebanyakan organisma di atas muka bumi ini dinamakan berdasarkan sistem binomial yang menggunakan Bahasa Latin, diperkenalkan oleh seorang saintis dari Sweden iaitu Carl Linnaeus (1707–1778). Sistem ini juga digunakan untuk memberikan nama kepada bakteria setelah proses klasifikasi ciri-ciri bakteria tersebut telah selesai. Sebagai contoh, nama bakteria Staphylococcus aureus menggambarkan ciri-ciri bakteria tersebut yang mempunyai bentuk sfera (spherical; Bahasa Latin: coccus), membentuk gumpalan seakan-akan buah anggur (Bahasa Latin: staphyl), dan mempunyai warna keemasan (Bahasa Latin: aureus).

Kaedah penamaan virus pula berdasarkan kepada beberapa kriteria: penyakit yang disebabkan olehnya (virus Denggi), tempat asal ia ditemui (virus Nipah di Kampung Sungai Nipah, Negeri Sembilan), bentuk fizikal virus yang dilihat melalui mikroskop elektron (Rotavirus, mempunyai bentuk seakan-akan roda), atau didasarkan kepada nama pengkaji pertama yang menemuinya (Epstein–Barr virus, pertama kali dikaji oleh Dr. Michael A. Epstein dan Yvonne Barr).

Virus mempunyai potensi penyebaran yang menakutkan, terutama sekali bagi virus yang menggunakan vektor bawaan seperti nyamuk dan kelawar. Sebagai contoh, virus Denggi dan Zika tersebar melalui gigitan nyamuk. Ini menggusarkan agensi-agensi kesihatan kerana usaha untuk mengawal vektor nyamuk ini bukanlah proses yang mudah. Tambahan pula, perubahan iklim dan pemanasan global meluaskan lagi kawasan pembiakan nyamuk di luar garisan khatulistiwa. Pemanasan global merupakan satu kelebihan kepada nyamuk kerana ia membolehkan pembiakan nyamuk di kawasan yang dahulunya terlalu sejuk.

Contoh yang lain pula ialah penyebaran virus selesema burung H1N1 (avian influenza H1N1) yang menyebabkan pandemik pada tahun 2009. Lazimnya, penyebaran virus selesema sering berlaku pada setiap tahun (atas beberapa faktor tertentu yang memerlukan kepada satu rencana khas) dan ia mula tersebar apabila tiba musim sejuk (Jun–Ogos di hemisfera selatan, November–Mac di hemisfera utara).

Secara teori, musim sejuk menyumbang kepada penyebaran virus ini kerana apabila tiba musim sejuk, orang ramai sering berkumpul di dalam kawasan tertutup seperti bangunan yang mempunyai sistem pemanasan, berbanding musim-musim lain di mana orang ramai berkeliaran di kawasan terbuka. Disebabkan jarak antara manusia yang dekat di dalam kawasan tertutup, zarah virus lebih senang untuk menjangkiti individu yang berhampiran melalui titisan cecair badan apabila seseorang itu bersin ataupun batuk.

Melalui laporan dan perkongsian yang sering kami jumpa di Internet, rakyat Malaysia gemar meminta preskripsi antibiotik apabila mengalami demam. Menurut piawaian protokol perubatan, para pengamal perubatan tidak boleh memberikan preskripsi antibiotik tanpa diagnosis yang kukuh akan jangkitan bakteria. Antibiotik merupakan jenis rawatan yang hanya efektif untuk jangkitan bakteria sahaja. Pengambilan antibiotik untuk merawat jangkitan virus merupakan langkah yang tidak tepat dan perlu dielak sama sekali.

Bagaimanakah pula cara untuk merawat jangkitan virus? Jangkitan virus kebiasaannya terhad (self-limiting) dan proses pembasmian virus (viral clearance) dari tubuh badan berlaku dalam jangka masa beberapa hari, bergantung kepada jenis virus dan organ yang terlibat. Meskipun terdapat rawatan untuk membantu proses pembasmian virus seperti rawatan antiviral Oseltamivir untuk jangkitan virus selesema, rawatan ini mempunyai potensi yang agak terhad atas beberapa faktor tertentu.

Adakah ini bermaksud kita tidak akan menang dalam peperangan menangani jangkitan virus? Kenyataan ini tidak benar sama sekali. Bahkan hasil daripada revolusi teknologi perubatan, kita mempunyai senjata yang cukup untuk menangani penularan wabak.

#2 Pengenalan Kepada Bakteria

Seperti yang telah dinyatakan sebelum ini, perbandingan yang paling ketara antara bakteria dan virus ialah dari segi saiz. Ini memberikan implikasi yang penting dari sudut biologi. Apa yang kami maksudkan ialah, saiz bakteria yang kira-kira 15 kali ganda lebih besar dari virus mengubah cara bakteria boleh menular dan mengakibatkan jangkitan.

Kebanyakan jangkitan bakteria tidak berlaku sebagaimana tersebarnya virus. Seperti yang sudah kita bincang di atas, jangkitan virus boleh tersebar melalui melalui vektor seperti nyamuk, titisan cecair badan apabila bersin atau batuk, dan lain-lain. Akan tetapi, majoriti jangkitan bakteria berlaku disebabkan “terjaganya” bakteria jahat yang menghuni di dalam badan anda setelah dicetuskan oleh peristiwa tertentu seperti jangkitan virus yang sedang atau telah berlaku.

Apabila anda menghidapi demam yang disebabkan oleh jangkitan virus (istilah: primary infection; jangkitan primer), sistem pertahanan badan akan bekerja untuk membasmi jangkitan primer tersebut. Usaha untuk membasmi jangkitan merupakan satu proses yang rumit dan memakan masa yang agak lama. Hal ini menyebabkan badan kita terdedah kepada bakteria jahat yang kemudiannya menggapai peluang keemasan ini untuk memulakan misi penjajahan ke atas organ yang mudah untuk diserang. Dalam konteks jangkitan virus selesema seperti H1N1, organ paru-paru terdedah kepada serangan bakteria seperti Streptococcus pneumoniae. Jangkitan S. pneumoniae (istilah: secondary infection; jangkitan sekunder) selalunya terzahir dalam bentuk batuk yang berlarutan dan kahak hijau yang pekat.

Namun begitu, terdapat juga jangkitan bakteria yang tersebar melalui udara dan sumber makanan yang tercemar seperti jangkitan Mycobacterium tuberculosis dan Salmonella enterica. Penyakit batuk kering (tuberculosis, TB) disebabkan oleh jangkitan bakteria M. tuberculosis. Penularan boleh berlaku apabila individu yang dijangkitinya batuk, bersin, ataupun bercakap sehingga membolehkan zarah bakteria M. tuberculosis menjangkiti individu yang berhampiran. Bakteria M. tuberculosis mendiami paru-paru dan boleh mengakibatkan simptom seperti kahak berdarah dan penurunan berat badan selain daripada batuk yang kronik.

Jangkitan S. enterica merupakan jangkitan yang lebih popular dikenali sebagai “keracunan makanan”. Perlu kita tahu bahawa terdapat beberapa jenis bakteria lain yang boleh mengakibatkan keracunan makanan seperti Escherichia coli dan Clostridium difficile. Jangkitan Salmonella lazimnya merebak melalui sumber minuman yang tercemar dan makanan yang tidak melalui pemprosesan yang sempurna. Apabila seseorang dijangkiti oleh S. enterica, simptom cirit-birit akan mula muncul dan kebiasaannya akan pulih dalam masa beberapa hari sahaja tanpa melalui rawatan rapi.

#3 Tindak Balas Imun

Apabila badan kita diserang oleh patogen, sistem pertahanan badan kita akan menghasilkan tindak balas untuk membendung jangkitan daripada merebak ke kawasan/organ lain. Jangkitan yang tidak dibendung boleh mengakibatkan pendarahan dalaman yang serius, kegagalan fungsi organ dalaman, dan mungkin berakhir dengan kematian.

Sebaik sahaja ancaman patogen dikenal pasti oleh sel-sel imun (immune cells), lata acara (cascade of events) akan mula mengambil tempat untuk mengatasi serangan tersebut. Tindak balas yang dihasilkan oleh sel-sel imun merupakan proses yang rumit dan mengambil masa yang panjang. Bagi membahas proses ini, kami khuatir secara tidak sengaja kami menulis buku teks Immunology dalam Bahasa Melayu yang mungkin boleh digunakan sebagai pil tidur yang paling efektif untuk pelajar universiti.

Maka kami ringkaskan proses ini kepada anda dalam empat langkah yang mudah:

1. Bakteria dan virus, ataupun sebahagian daripada mereka seperti serpihan protein kecil, akan dikenal pasti oleh sel-sel imun. Dalam satu proses yang kompleks, serpihan protein ini akan melalui proses analisis oleh sistem imun kita di beberapa organ tertentu seperti limpa (spleen) dan timus (thymus).
2. Cebisan protein daripada bakteria atau virus ini kemudian akan dijadikan template untuk sistem imun kita menghasilkan protein bagi meneutralkan (neutralize) ancaman. Dalam erti kata lain, protein yang dihasilkan ini digunakan untuk membunuh dan menghapuskan ancaman. Protein ini dikenali sebagai antibodi (antibody) dan ia dihasilkan oleh sel plasma B (plasma B cells).
3. Setelah sel plasma B matang sepenuhnya, ia mula merembes (secrete) antibodi yang kemudiannya menyahaktifkan (deactivate) bakteria atau virus. Anda kembali pulih dan segar untuk melaksanakan tugasan harian.

Sekali lagi kami ingin tekankan bahawa proses untuk menyelesaikan jangkitan (resolution of infection) merupakan proses yang rumit. Terdapat kemungkinan kematian datang menjemput terlebih dahulu sebelum sistem imun berjaya untuk menghasilkan antibodi. Sebagai contoh, jangkitan virus Ebola merupakan satu jangkitan yang ekstrim di mana pendarahan dalaman berlaku dengan sangat teruk sehingga individu yang dijangkitinya meninggal dunia dalam masa beberapa hari. Akan tetapi, tidak semua jangkitan virus berakhir dengan kematian. Jangkitan virus Zika hanya mengakibatkan demam yang akan kebah dengan sendirinya setelah beberapa hari, tetapi ia hadir dengan risiko yang lain pula kepada ibu yang sarat mengandung.

Disebabkan faktor masa untuk menghasilkan antibodi, tubuh badan kita mempunyai mekanisma lain untuk membendung jangkitan buat sementara waktu. Apabila terdapat luka pada kulit anda, luka tersebut berpotensi untuk diserang oleh bakteria yang berada pada permukaan kulit.

Bagi mengehadkan jumlah bakteria yang mungkin akan menceroboh ke dalam salur darah anda, kawasan luka tersebut akan mula membengkak untuk memberi laluan kepada sel-sel imun (seperti neutrophil) untuk mencari dan membunuh bakteria. Suhu tubuh badan juga dimanipulasi oleh sistem imun di mana peningkatan suhu merupakan satu strategi untuk menyahaktifkan virus, sekaligus menghalangnya daripada terus menular. Akan tetapi jika anda hotstuff, ini tidak bermaksud anda kebal daripada serangan virus!

Revolusi teknologi perubatan telah menghadiahkan kita dengan pelbagai senjata yang ampuh untuk mengatasi ancaman patogen. Ancaman bakteria biasanya diatasi dengan penggunaan antibiotik. Ringkasnya, antibiotik bertindak ke atas bakteria dengan merobek struktur fizikal bakteria, merosakkan fungsi sintesis bakteria, dan lain-lain. Walaupun antibiotik juga memerlukan masa untuk membasmi jangkitan, ia mempunyai jangka masa efektif yang lebih singkat jika dibandingkan dengan jangka masa yang diperlukan untuk menghasilkan antibodi.

Timbul pula satu persoalan di sini. Jika antibodi memakan masa untuk dihasilkan dan antibiotik biasanya diberikan oleh doktor setelah seseorang pesakit menjalani pemeriksaan kesihatan dan ia juga memakan masa untuk membasmi jangkitan, adakah kita mempunyai strategi lain untuk terhindar dari jangkitan? Bukankah mencegah itu lebih baik daripada merawat?

Ya, kita masih mempunyai strategi yang lain. Sebagai gambaran kepada anda, proses pencegahan yang efektif amatlah diperlukan untuk membendung jangkitan tertentu seperti tuberculosis (TB). Apabila anda disahkan oleh doktor bahawa anda mempunyai jangkitan TB yang aktif, proses rawatan TB memerlukan anda untuk diasingkan daripada orang ramai (isolation) dan anda mestilah mengambil pelbagai antibiotik dalam masa 6 hingga 9 bulan, bergantung kepada keadaan dan faktor tertentu. Ini menyebabkan anda menanggung kos ekonomi yang besar kerana anda tidak boleh bekerja sepanjang tempoh rawatan dan kerajaan perlu menanggung kos rawatan yang besar jika anda dirawat di hospital kerajaan.

Jadi, bagaimanakah kita semua boleh melindungi diri daripada jangkitan TB? Jawapannya berada pada parut di bahu anda. Anda boleh selak baju anda sekarang. Jika terdapat parut yang kecil, tahniah kerana anda mempunyai risiko yang minima untuk dijangkiti TB. Itu merupakan parut hasil suntikan vaksin Bacillus Calmette–Guérin, atau lebih kita kenali sebagai BCG.

Perbahasan mengenai vaksin juga kami akan ringkaskan bagi mengelakkan pembaca kami mengambil masa 3 hari 4 malam untuk menghabiskan rencana ini. Ringkasnya, vaksin direka berdasarkan kepada (1) cebisan protein yang datang daripada bakteria atau virus, (2) virus atau bakteria yang telah dilemahkan (attenuated vaccine), atau (3) virus yang telah dinyahaktifkan (inactivated vaccine). Sebagai contoh, vaksin BCG ialah vaksin berdasarkan bakteria yang telah dilemahkan.

“Mengapakah komponen vaksin itu sendiri terdiri daripada bakteria dan virus?”

Kami gembira anda bertanyakan soalan ini. Sebelum mula memasak, anda mestilah memanaskan minyak terlebih dahulu, tetapi tidak terlalu panas. Jika anda tidak menerima suntikan vaksin, ibaratnya anda membiarkan minyak di dalam kuali terlalu panas lalu apabila anda mula menumis bawang, ledakan minyak mula terpercik ke muka anda lalu anda meraung kesakitan (nampak sangat jarang berada di dapur). Ledakan minyak ini boleh disamakan dengan jangkitan virus dan bakteria. Lazimnya apabila virus dan bakteria mula mengganas, mereka tidak akan berhenti sehinggalah mereka berjaya.

Suntikan vaksin ibarat memanaskan minyak secukupnya yang membolehkan bawang ditumis dengan sempurna hingga naik bau. Komponen vaksin seperti cebisan protein virus juga dikenal pasti sebagai penceroboh oleh sel imun anda. Akan tetapi, cebisan protein ini tidak memberikan sebarang ancaman yang serius, sekaligus memberikan peluang kepada sistem imun anda untuk menghasilkan antibodi tanpa sebarang masalah. Antibodi yang dihasilkan ini kemudian tersimpan di dalam badan anda. Jika berlaku jangkitan, badan anda sudahpun menerima memo awal akan rupa bentuk virus berkenaan berdasarkan cebisan protein yang diberikan melalui vaksin, dan ini mempercepat proses penghasilan antibodi. Bahkan anda mungkin tidak sedar langsung bahawa anda telah dijangkiti kerana antibodi yang tersimpan telahpun membasmi jangkitan dengan jayanya.

Akan tetapi, harus kita ingat bahawa vaksin merupakan satu bentuk ikhtiar bagi mendapatkan perlindungan daripada penyakit berjangkit. Setiap patogen mempunyai vaksin masing-masing, sebagai contoh vaksin Dengvaxia untuk Denggi dan vaksin Rotarix untuk Rotavirus. Disebabkan oleh proses kajian dan pembangunan vaksin yang kompleks, tidak semua vaksin dihasilkan sempurna dan mampu memberi perlindungan sehingga ke akhir hayat.

Apabila seseorang menerima suntikan vaksin dan badan individu berkenaan telah berjaya menghasilkan antibodi, terdapat beberapa faktor yang akan menyebabkan keberkesanannya pudar. Sebagai contoh, warga emas berisiko untuk dijangkiti penyakit walaupun telah menerima vaksin. Hal ini disebabkan oleh sistem imun warga emas yang tidak lagi ampuh sebagaimana sistem imun orang muda. Kajian demi kajian sedang rancak dilakukan oleh pasukan pengkaji di seluruh dunia untuk tampil dengan vaksin yang lebih tahan lama. Sebagai rumusan ringkas, walaupun keberkesanan vaksin terbatas kerana faktor-faktor tertentu, ia merupakan satu bentuk ikhtiar demi kemaslahatan masa hadapan.

4. Kesimpulan

Sebagai rumusan, rencana ini membahaskan perbezaan antara virus dan bakteria yang dimulai dengan perbezaan antara saiz kerana saiz (dan juga struktur) memainkan peranan dalam fungsi virus dan bakteria dari sudut biologi. Perkara paling penting yang ingin kami tegaskan sekali lagi ialah jangkitan virus atau bakteria memerlukan jenis rawatan yang berlainan. Apabila anda demam, tidak bermakna secara automatik anda perlu mengambil antibiotik kerana mungkin demam anda disebabkan oleh jangkitan virus sahaja. Namun apabila demam anda hadir bersama-sama batuk sehingga mengeluarkan kahak yang pekat, anda perlu mendapatkan khidmat nasihat pakar perubatan untuk memastikan ia tidak mengancam nyawa anda dan mungkin anda akan diberi preskripsi antibiotik untuk meredakan serangan bakteria pada paru-paru anda.

Akhir kata, kami berharap agar rencana ini memberikan pencerahan akan dunia makhluk mikroskopik dan juga menimbulkan rasa berterima kasih kepada para saintis, pasukan-pasukan pengkaji, dan ahli perubatan dalam usaha untuk memastikan nyawa anda tidak terancam apabila berhadapan dengan jangkitan.

[info]Rencana dinukilkan oleh penulis kami, Aizan Fahri. Dibantu oleh Tarmizi Halim, seorang pelajar pascasiswazah dalam bidang Mikrobiologi di Universiti Tunku Abdul Rahman dan juga Noor Adila, pelajar pascasiswazah dalam bidang Virologi di Universiti Malaya.[/info]