Edward Jenner, “Bapak Vaksinologi”

Kembali ke teknis variolasi yang populer di Eropa pada abad ke-18. Edward Jenner adalah dokter berkebangsaan Inggris yang kemudian mengembangkan teknik variolasi. Pada saat masih kecil, Edward Jenner sudah mengetahui bahwa pemerah susu sapi ternyata kebal terhadap smallpox. Hal ini karena pemerah susu sapi terpajan dengan virus cowpox, yaitu virus variola yang menyerang sapi. Pada bulan Mei 1796, Edward Jenner melihat seorang pemerah susu wanita bernama Sarah Nelms, yang terkena cowpox. Dengan menggunakan pustula dari luka baru yang diderita oleh Sarah Nelms, Edward Jenner melakukan teknik variolasi ke anak kecil berusia 8 tahun, James Phipps. James Phipps mengalami gejala demam ringan, kehilangan nafsu makan, dan tidak enak badan. Sekitar seminggu kemudian, James Phipps sehat seperti sedia kala. Edward Jenner lalu melakukan teknik variolasi ke James Phipps, kali ini dengan menggunakan pustula dari luka penderita smallpox. James Phipps ternyata kebal terhadap smallpox.

Pada tahun 1797, Edward Jenner menulis surat singkat ke The Royal Society untuk mempublikasikan temuannya. Namun, The Royal Society menolak untuk mempublikasikan temuan Jenner. Setahun kemudian (1798), Edward Jenner melengkapi dan menambahkan data hasil penelitiannya, lalu membuat publikasi sendiri dalam bentuk booklet berjudul “An Inquiry into the Causes and Effects of the Variola Vaccinae”. Bahasa Latin dari sapi adalah vacca, sedangkan cowpox adalah vaccinia. Jenner memutuskan untuk memberi istilah teknik barunya ini dengan nama “vaccination” (vaksinasi). Sedangkan material cowpox dikenal dengan istilah “vaccine” (vaksin).

Jenner terus melakukan eksperimen untuk menyempurnakan teknik vaksinasi. Temuan penting Jenner adalah, berbeda dengan teknik variolasi, vaksinasi hanya menimbulkan luka kecil di tempat inokulasi dan tidak menyebabkan penyakit serius apalagi kematian. Teknis vaksinasi temuan Jenner pun semakin populer dan menyebar dengan cepat ke seantero Inggris. Pada tahun 1800, teknik vaksinasi sudah populer di Eropa. Jenner mengirimkan vaksin temuannya ini ke pihak-pihak yang membutuhkan. Profesor Benjamin Waterhouse, profesor di Harvard University (Amerika), juga menerima vaksin temuan Jenner. Profesor Waterhouse akhirnya ditunjuk oleh presiden Thomas Jefferson, untuk mengelola The National Vaccine Institue, lembaga khusus yang mengatur pelaksanaan program vaksinasi nasional di Amerika.

Meskipun mengembangkan teknik vaksinasi, Jenner tidak dianggap sebagai perintis (orang pertama) di bidang ini. Kontribusi Jenner terletak pada usahanya untuk melakukan penelitian ilmiah dalam rangka mengembangkan teknik variolasi. Sehingga teknik variolasi (yang kemudian dikembangkan menjadi teknik vaksinasi) dapat diterima secara luas di komunitas dunia ilmiah ketika itu. Jenner pun dikenal sebagai “Bapak Vaksinologi”. Adapun literatur-literatur sampai saat ini tetap menyebutkan bahwa cikal bakal teknik vaksinasi temuan Jenner adalah pengembangan dari teknik variolasi yang sudah sejak lama dipraktekkan masyarakat muslim Turki pada zaman Dinasti Utsmaniyyah.

Vaksinasi dan Perkembangan Ilmu Pengetahuan dan Teknologi

Setelah temuan Jenner, vaksinasi berkembang dengan adanya teknik atenuasi, yaitu teknik untuk “melemahkan” mikroorganisme virus dan bakteri penyebab penyakit, namun tetap hidup dan tetap mampu merangsang terbentuknya respon kekebalan. Louis Pasteur, ahli mikrobiologi berkebangsaan Perancis, adalah ilmuwan yang mencetuskan ide ini dan mengembangkan lebih lanjut di laboratorium. Louis Pasteur melakukan atenuasi dengan memberikan pajanan oksigen dan suhu tertentu. Louis Pasteur pun berhasil mengembangkan vaksin Pasteurella multicoda (penyebab diare pada ayam), vaksin antraks (pada sapi), dan vaksin rabies (pada hewan dan manusia). Teknik atenuasi yang lebih ampuh selanjutnya ditemukan oleh Calmette dan Guerin, melalui teknik sub-kultur berulang (sampai 230 kali) bakteri Mycobacterium bovis, yang selanjutnya kita kenal sebagai vaksin BCG (Bacillus Calmette-Guerin) untuk mencegah penyakit tuberkulosis.

Teknik atenuasi untuk melemahkan virus selanjutnya semakin berkembang dengan ditemukannya teknik kultur sel (cell culture) di laboratorium. Berbeda dengan bakteri, virus hanya bisa hidup jika berada di dalam sel hidup manusia atau hewan. Teknik kultur sel memungkinkan untuk “memelihara” dan “mengembang-biakkan” sel hidup ini di laboratorium. Selanjutnya, melalui teknik sub-kultur berulang-ulang, virus pun bisa dilemahkan. Sehingga muncullah vaksin polio oral (Oral Polio Vaccine, OPV), vaksin campak, rubella, mumps, dan varicella. Teknik atenuasi juga semakin maju lagi dengan ditemukannya teknik reassortment, salah satu teknik untuk “memanipulasi” materi genetik virus. Salah satu contoh adalah vaksin rotavirus (RotaTeq) yang dikembangkan dengan teknik reassortment.

Pada abad ke-19, muncullah teknik inaktivasi, sebuah teknik untuk “mematikan” mikroorganisme penyebab penyakit. Pada masa itu, teknik inaktivasi digunakan untuk menciptakan vaksin tifoid (1896), kolera (1896) dan plague (1897). Pengembangan teknik inaktivasi saat ini bermanfaat untuk mengembangkan vaksin polio suntik (Inactivated Polio Vaccine, IPV) dan vaksin hepatitis A. Teknik inaktivasi juga bermanfaat untuk penemuan vaksin tetanus dan difteri.

Di saat bersamaan, ilmu imunologi juga mengalami perkembangan yang sangat pesat. Berdasarkan pengetahuan bagaimana respon kekebalan tubuh bekerja, diketahui bahwa sel-sel imunitas tubuh kita mengenali mikroorganisme melalui penanda tertentu yang kita kenal dengan sebutan antigen. Dapat kita bayangkan bahwa untuk mencari pencuri atau perampok, polisi hanya memajang foto wajah pelaku, tidak perlu seluruh tubuh. Demikian pula sistem kekebalan tubuh kita bekerja. Untuk mengenali virus hepatitis B, sistem imunitas kita bekerja dengan mengenali protein HbsAg (Hepatitis B surface antigen), salah satu protein yang terdapat di permukaan luar virus.

Jika vaksin sebelumnya diberikan dengan memberikan organisme utuh, maka dengan konsep antigen, yang diberikan cukup hanya protein atau polisakarida penanda virus atau bakteri tertentu saja. Dibantu dengan teknologi pemurnian molekul protein dan polisakarida, ditemukanlah vaksin pertusis aseluler, vaksin pneumokokus (heptavalen dan 13-valen) dan vaksin meningokokus konjugat (quadrivalen).

Lalu muncullah teknologi DNA rekombinan, yang memungkinkan gen penyandi protein “dicangkokkan” ke organisme tertentu untuk menghasilkan protein yang disandi. Pada tahun 1982, ilmuwan berhasil mencangkok gen penyandi protein HbsAg ke jamur (yeast), Saccharomyces cerevisiae, sehingga jamur tersebut memproduksi banyak protein HbsAg. Vaksin hepatitis B akhirnya menjadi vaksin pertama yang diproduksi dengan teknologi DNA rekombinan. Teknologi terbaru adalah sebuah teknik yang dikenal dengan reverse vaccinology (reverse genetic), di mana ilmuwan bisa memprediksi posisi sebuah antigen dengan melakukan analisis pada gen mikroorganisme. Vaksin yang diproduksi dengan teknologi mutakhir ini adalah vaksin meningokokus grup B.

Pada era modern seperti sekarang ini, vaksin merupakan produk bioteknologi yang memiliki standar keamanan sangat tinggi, sangat jauh berbeda dengan vaksin era Jenner yang berasal dari material cowpox. Setiap tahap dalam proses produksi vaksin wajib mengikuti kaidah Good Manufacturing Practice (GMP) dan diawasi dengan sangat ketat oleh lembaga yang berwenang. WHO (World Health Organization) telah mengeluarkan panduan teknis untuk mengatur hal ini, sehingga vaksin yang diproduksi oleh produsen dari negara manapun memiliki kualitas yang sama.

Keberhasilan Program Vaksinasi yang Dicapai Saat Ini

Pada tahun 1966, WHO memulai program global untuk memusnahkan smallpox melalui program vaksinasi masal. Program ini dilaksanakan dengan melakukan vaksinasi yang mencakup (minimal) ±80% populasi di suatu wilayah, serta identifikasi dan pelaporan kasus (surveilens) smallpox yang bersifat intensif. WHO terus-menerus menyempurnakan program yang ada, termasuk menyempurnakan proses produksi vaksin smallpox. Setelah melalui proses yang panjang, akhirnya kasus smallpox terahir di dunia ditemukan pada tahun 1977 di Somalia, yaitu seorang pasien bernama Ali Maow Maalim. Dia sebetulnya adalah petugas kesehatan, namun tidak bersedia divaksinasi smallpox karena takut. Untungnya dia sembuh dari smallpox dan akhirnya menjadi salah satu petugas kesehatan yang gencar mengkampanyekan pentingnya vaksinasi. Pada tahun 1980, WHO mendeklarasikan bahwa dunia telah terbebas dari kasus smallpox. Akhirnya, program vaksinasi smallpox dihentikan di seluruh dunia. Kesuksesan ini dianggap sebagai salah satu kesuksesan penting dalam dunia ilmu kedokteran modern, khususnya melalui metode vaksinasi.

Setelah sukses memusnahkan smallpox, pada tahun 1988 WHO mencanangkan program “Global Polio Eradication Initiative” (GPEI) untuk membasmi penyakit polio pada tahun 2000 melalui program vaksinasi polio. Sayangnya, target tersebut meleset dan belum tercapai sampai saat ini. Akan tetapi, beberapa kemajuan yang signifikan telah berhasil dicapai. Pada tahun 1988, virus polio mewabah di ±125 di seluruh dunia. Pada tahun 2016, hanya tersisa dua negara, yaitu Pakistan dan Afghanistan, yang masih ditemukan virus (kasus) polio liar (wild type poliovirus, WPV) karena adanya banyak hambatan pelaksanaan program vaksinasi di kedua negara tersebut. Program vaksinasi polio juga berhasil memusnahkan virus polio liar tipe 2 pada tahun 2000, satu dari tiga jenis virus polio yang ada di muka bumi. Sehingga saat ini tinggal menyisakan virus polio liar tipe 1 dan 3.

Program vaksinasi juga dilaksanakan terhadap hewan. Pada tahun 1994, the Food and Agricultural Organization of the United Nations (FAO) mencanangkan program the Global Rinderpest Eradication Program (GREP) untuk memusnahkan penyakit rinderpest yang disebabkan oleh rinderpest virus (RPV). RPV menyebabkan kematian pada ±95% hewan ternak (sapi atau kerbau) yang terinfeksi. Kasus terahir rinderpest terjadi pada tahun 2001 di Kenya. Surveilens terus dilakukan selama 10 tahun berikutnya untuk memastikan bahwa tidak ada lagi kasus rinderpest. Pada tahun 2011, FAO secara resmi mengumumkan bahwa dunia dinyatakan bebas dari penyakit rinderpest. Selain tiga keberhasilan tersebut, angka kejadian berbagai jenis penyakit infeksi lainnya dapat ditekan secara signifikan melalui program vaksinasi, seperti penyakit difteri, pertussis, campak (measles), rubella, dan sebagainya.

Semoga tulisan singkat ini dapat membuka wawasan kita, bagaimana ilmu pengetahuan dan teknologi berperan penting dalam pengembangan vaksin dari masa ke masa. Dan tentunya, ke depannya akan terus mengalami pengembangan demi pengembangan untuk menghasilkan berbagai teknologi dan temuan baru.

[Selesai]

***

Selesai disempurnakan di pagi hari, Rotterdam 14 April 2016

Yang senantiasa membutuhkan rahmat dan ampunan Rabb-nya,

Penulis: M. Saifudin Hakim

Catatan kaki:

[1] Tulisan ini merupakan salah satu bab pembahasan yang terdapat di buku kami, “Islam, Sains, dan Imunisasi: Mengungkap Fakta di Balik Vaksin Alami.” Buku tersebut saat ini masih berupa draft yang kami susun bersama tim penulis yang lain. Semoga Allah Ta’ala memudahkan penyelesaiannya.

Referensi:

1. Ehrenfeld E et al. Future of polio vaccines. Expert Rev Vaccines 2009; 8(7): 899-905.

2. Henderson DA. The eradication of smallpox – An overview of the past, present, and future. Vaccine 2011; 29S: D7-D9.

3. Marketos S et al. The links between the medical school of Padua and the Hellenic medical world. Med Secoli 1992; 4(2): 45-58.

4. Plotkin S. History of vaccination. Proc Natl Acad Sci USA 2014; 111(34): 12283-12287.

5. Riedel S. Edward Jenner and the history of smallpox and vaccination. BUMC Proceedings 2005; 18-21-25.

6. http://www.muslimheritage.com/article/al-razi-smallpox-and-measles (diakses 13 April 2016)

7. The Global Rinderpest Eradication Programme. 2011. Progress report on rinderpest eradication: Success stories and actions leading to the June 2011 Global Declaration. Dapat diakses di tautan: http://www.fao.org/ag/againfo/resources/documents/AH/GREP_flyer.pdf (diakses tanggal 13 April 2016)