Virus dan prion: struktur, virus beramplop dan tidak beramplop, daur hidup, bertahan di permukaan, inaktivasi, norovirus dan hepatitis A, prion, dan mengapa sterilisasi biasa tidak cukup

Resepsi pernikahan di ballroom sebuah hotel dihadiri sekitar 400 tamu. Menjelang pukul sembilan malam, seorang tamu anak muntah di karpet dekat meja prasmanan. Pramusaji terdekat mengangkat muntahan dengan serbet makan, mengelap karpet dengan tisu beralkohol dari meja penerima tamu, lalu menyemprotkan pengharum ruangan. Serbet itu masuk ke troli linen bersama serbet lain. Dua hari kemudian 31 tamu dan 4 pramusaji melapor muntah dan diare, dinas kesehatan setempat mengambil sampel, dan laboratorium melaporkan norovirus.

Pramusaji itu sudah berusaha. Yang tidak ia ketahui: alkohol hanya merusak virus beramplop, norovirus tidak beramplop, dan jumlah partikel yang cukup untuk menulari orang sangat kecil. Bab ini menjelaskan virus dan prion dari sisi yang menentukan cara membersihkan: susunan partikelnya, mengapa sebagian tahan disinfektan, bagaimana virus berkembang biak, dan mengapa prion tidak hancur oleh sterilisasi biasa.

Batas pembahasan

Bab ini membahas struktur, ukuran, dan daur hidup virus, perbedaan virus beramplop dan tidak beramplop, cara laboratorium menumbuhkan dan mengenali virus, viroid, virusoid, prion, serta norovirus dan hepatitis A.

Kelompok mikroba dan urutan ketahanannya dibahas di Bab 2; kinetika kematian dan reduksi log di Bab 3; cara kerja disinfektan di Bab 4; kewaspadaan standar dan tumpahan cairan tubuh di Bab 11; ketahanan bawaan di Bab 13; linen infeksius di Bab 14 · Laundry; sanitasi dapur di Bab 7; patogen pangan, termasuk pengendalian norovirus dan hepatitis A di dapur, di Bab 20; sterilisasi di Bab 22; kelompok bakteri di Bab 14; dan pelacakan wabah di Bab 19.

Bab ini tidak memberi diagnosis, anjuran obat, atau anjuran vaksinasi; orang yang sakit diarahkan ke dokter atau fasilitas kesehatan. Data penyakit di bab ini adalah data Amerika Serikat dan tidak dibaca sebagai data Indonesia.

Virus sebagai partikel: genom, kapsid, amplop, dan ukuran

Ciri virus: patogen aseluler yang menular, parasit intraseluler obligat dengan inang dan jenis sel tertentu, bergenom DNA atau RNA tetapi tidak keduanya, dan tidak memiliki banyak gen yang diperlukan untuk berkembang biak sehingga memakai mesin sel inang. Virion (virion) adalah partikel virus utuh yang dirakit di sel inang untuk membawa genom virus ke sel berikutnya. Virus tidak tumbuh di luar sel; di permukaan, air, dan makanan ia hanya bertahan atau rusak.

Kapsid (capsid) adalah selubung protein yang membungkus asam nukleat virus dan tersusun dari subunit protein bernama kapsomer. Bentuk kapsid heliks, polihedral, atau kompleks; kapsid polihedral berupa ikosahedron, bangun bersisi 20 dengan 12 sudut. Amplop virus (viral envelope) adalah lapisan fosfolipid tipis dari membran sel inang yang didapat virion ketika keluar dari sel dengan cara bertunas. Bab 2 tentang bakteri, spora, dan virus menyebut lapisan ini selubung lemak. Virus tidak beramplop (nonenveloped virus) adalah virus yang hanya terdiri dari asam nukleat dan kapsid, dan disebut juga virus telanjang. Sebagian virus mempunyai paku protein untuk menempel ke sel, seperti hemaglutinin dan neuraminidase pada influenza.

Ukuran virion umumnya 20 sampai 900 nm, walaupun virus raksasa yang ukurannya mendekati sel bakteri sudah ditemukan. Rentang di Bab 2 lebih sempit karena memuat ukuran virus yang lazim. Virus pertama ditemukan karena lolos dari saringan porselen Chamberland berpori 0,1 µm, yang menahan semua bakteri berukuran 0,2 µm atau lebih.

Beberapa virus patogen:

Norovirus termasuk kalisivirus dan disebut bersama poliovirus sebagai virus berkapsid protein. Bab 11 tentang kewaspadaan standar juga memperlakukan norovirus sebagai virus tidak beramplop.

Beramplop atau tidak: disinfektan, pengeringan, dan permukaan

Amplop adalah membran lemak, dan Bab 2 mencatat bahwa selubung lemak mudah dirusak deterjen, alkohol, dan sebagian besar disinfektan. Sifat disinfektan terhadap virus:

1. Alkohol, yang dipakai sekitar 70 persen, bersifat virusida hanya untuk virus beramplop.
2. Amonium kuaterner aktif terhadap virus beramplop.
3. Klorheksidin aktif terhadap virus beramplop tetapi kurang efektif terhadap virus tidak beramplop.
4. Germisida tingkat rendah hanya membunuh sel vegetatif dan sebagian virus beramplop, germisida tingkat menengah tidak membunuh semua virus, dan germisida tingkat tinggi membunuh virus dan endospora.
5. Norovirus tidak mati oleh disinfektan pada kadar baku untuk membunuh bakteri, sehingga risiko penularan tetap tinggi walaupun tempat sudah dibersihkan.

Urutan ketahanan di Bab 2 menempatkan virus tidak beramplop di tengah dan virus beramplop paling mudah dimatikan. Mengapa alkohol dan amonium kuaterner lemah terhadap virus tidak beramplop dijelaskan di Bab 4 tentang cara kerja disinfektan, dan Bab 13 tentang ketahanan mikroba menegaskan bahwa ini ketahanan bawaan, bukan resistensi yang didapat.

Bertahan di permukaan tidak sama dengan tahan disinfektan. Kapsid HPV yang hanya protein dikaitkan dengan kemampuannya bertahan lama di permukaan, tetapi contoh lain tidak mengikuti satu aturan sederhana:

Banyak virus juga segera rusak bila terkena udara, air, atau keadaan di luar tubuh. Pelajarannya: lamanya virus bertahan di permukaan dipastikan per jenis virus dari pedoman, bukan ditebak dari amplopnya, sedangkan disinfektan dipilih menurut sasaran yang paling tahan.

Daur hidup virus

Semua virus bergantung pada sel untuk berkembang biak, dan bakteriofag dipakai sebagai model. Daur litik (lytic cycle) adalah daur hidup virus yang berakhir dengan pecahnya sel inang dan lepasnya virion baru. Tahapnya penempelan pada reseptor, penetrasi genom, biosintesis komponen virus, pematangan, dan pelepasan dengan lisis. Daur lisogenik (lysogenic cycle) adalah daur hidup virus yang genomnya menyatu dengan kromosom bakteri sebagai profag dan ikut tereplikasi tanpa membunuh inang sampai terjadi induksi. Profag dapat membawa gen racun: Vibrio cholerae dan Clostridium botulinum kurang virulen tanpa profag, karena gen racun penyebab diare berat dan kelumpuhan ada pada genom fag.

Virus hewan menempel pada reseptor, masuk lewat endositosis atau fusi amplop dengan membran sel, melepas kapsid, membuat komponen baru, merakit, lalu keluar, dan virus beramplop mendapat amplopnya saat bertunas keluar. Jenis genom menentukan cara replikasi: RNA untai positif langsung diterjemahkan ribosom, RNA untai negatif disalin dulu oleh RNA polimerase milik virus, dan retrovirus seperti HIV membuat DNA dengan transkriptase balik. Sebagian virus menetap lama: herpes simpleks dan varisela-zoster menjadi laten, sedangkan virus hepatitis C dan HIV menimbulkan infeksi kronis.

Kurva tumbuh virus berbeda dari bakteri. Pada tahap eklips, virus sudah masuk sel tetapi virion belum terdeteksi di medium; ketika sel pecah, jumlah virion naik tajam. Ukuran ledakan (burst size) adalah jumlah virion yang dilepaskan per sel bakteri yang pecah. Kenaikan tajam ini menjelaskan mengapa sedikit virus menjadi sangat banyak dalam beberapa siklus.

Menumbuhkan dan mengenali virus

Virus memerlukan sel hidup, sehingga tidak tumbuh di media buatan seperti bakteri. Laboratorium memakai lapisan bakteri pada agar lunak 0,7 persen untuk bakteriofag, telur berembrio, misalnya untuk sebagian besar vaksin influenza, dan biakan sel. Plak (plaque) adalah daerah bening pada lapisan bakteri yang keruh, tempat bakteriofag telah membunuh sel inang. Jumlah virion per satuan volume disebut titer (Contoh 1).

Efek sitopatik (cytopathic effect) adalah kelainan sel yang dapat diamati akibat infeksi virus. Contohnya sel lepas dari permukaan wadah, sel berubah dari pipih menjadi bulat, inti mengerut, vakuola di sitoplasma, sel melebur menjadi sel berinti banyak, badan inklusi, dan lisis sel. Laboratorium juga memakai uji hemaglutinasi, uji amplifikasi asam nukleat seperti PCR dan RT-PCR, dan imunoasai enzim (EIA) sebagai uji penapis yang dikonfirmasi dengan uji yang lebih peka. Untuk norovirus, RT-qPCR diutamakan karena EIA kurang peka.

Bagi teknisi, hasil negatif satu uji tidak selalu berarti tidak ada virus, karena hasil bergantung pada kepekaan uji, jumlah virion, dan waktu pengambilan sampel. Saringan 0,2 µm untuk air menahan bakteri tetapi tidak menahan virus, seperti dicatat Bab 2 tentang bakteri, spora, dan virus.

Viroid, virusoid, dan prion

Viroid (viroid) adalah partikel aseluler berupa untai pendek RNA melingkar yang dapat bereplikasi sendiri tanpa selubung protein. Viroid pertama, penyebab penyakit umbi kentang gelendong, ditemukan Theodor Diener pada 1971 dan biasanya menyebar lewat pisau terinfeksi yang dipakai memotong kentang sehat. Virusoid (virusoid) adalah RNA untai tunggal subvirus yang tidak dapat bereplikasi sendiri dan memerlukan virus penolong di sel yang sama. Genomnya hanya 220 sampai 388 nukleotida dan tidak menyandi protein. Pada manusia, virus hepatitis D bergenom RNA melingkar 1.700 nukleotida hanya berkembang biak bila ada virus hepatitis B.

Prion (prion) adalah partikel penular berupa protein salah lipat yang tidak mengandung DNA atau RNA. Protein prion normal di jaringan otak, PrPᶜ, terlipat terutama sebagai heliks alfa, sedangkan bentuk penyakitnya, PrPˢᶜ, terlipat terutama sebagai lembaran beta, tahan terhadap pemecahan oleh protease, dan mengubah PrPᶜ menjadi salah lipat. PrPˢᶜ menumpuk di sel saraf, sel mati, dan jaringan otak menjadi seperti spons. Prion kira-kira sepersepuluh ukuran virus khas.

Penyakit prion disebut ensefalopati spongiform menular. Pada manusia contohnya penyakit Creutzfeldt-Jakob, kuru, insomnia familial fatal, dan penyakit Gerstmann-Straussler-Scheinker; pada hewan, penyakit sapi gila, scrapie pada domba, dan penyakit susut kronis pada rusa. Penularannya lewat makan jaringan saraf atau daging tercemar, keturunan, transfusi dan transplantasi jaringan, serta alat bedah saraf, cangkok kornea, dan hormon tercemar pada bentuk iatrogenik; tidak ada bukti penularan lewat kontak biasa dengan penderita. Masa inkubasinya bertahun-tahun sampai puluhan tahun, dan penyakitnya belum dapat disembuhkan.

Mengapa sterilisasi biasa tidak cukup. Prion sangat tahan panas, bahan kimia, dan radiasi, dan prosedur sterilisasi baku pun tidak menjamin prion hancur; prion tidak dapat diandalkan inaktif oleh perebusan 100 °C atau autoklaf. Disinfeksi biasa hanya menurunkan daya tularnya, dan fenol, alkohol, formalin, serta beta-propiolakton tidak efektif; jaringan otak yang sudah difiksasi formalin pun tetap menular. Prosedur untuk petugas yang menangani bahan tercemar memuat jas pelindung, pelindung wajah, dan sarung tangan tahan sayat; kulit yang terkena dicuci segera dengan deterjen dan air hangat tanpa digosok, lalu dengan NaOH 1 N atau pemutih 1:10 selama 1 menit; limbah dibakar atau diautoklaf dalam larutan basa kuat; dan alat dibersihkan lalu direndam dalam larutan basa kuat (Contoh 6). WHO menerbitkan pedoman pengendalian infeksi untuk penyakit ini dari konsultasi tahun 1999.

Bagi teknisi, prosedur prion berlaku di rumah sakit untuk alat dan jaringan saraf, dan keputusannya ada pada tim pengendalian infeksi dan unit sterilisasi, seperti di Bab 22 tentang sterilisasi. Bab 13 mencatat prion sebagai contoh ketahanan bawaan yang di luar kemampuan prosedur biasa.

Norovirus dan hepatitis A

Ringkasan kedua penyakit:

Norovirus menyebabkan jutaan kasus setiap tahun, terutama pada bayi, anak kecil, dan orang lanjut usia, dan wabah yang luas pada kelompok orang di ruang terbatas seperti kapal pesiar. Ballroom, ruang makan karyawan, dan bangsal rumah sakit mempunyai ciri yang sama: banyak orang, makanan bersama, dan permukaan yang disentuh bergantian. Untuk gastroenteritis virus pada umumnya, pencegahan terbaik adalah menghindari atau memisahkan orang yang terinfeksi serta kebersihan dan sanitasi yang baik.

Masa inkubasi menentukan cara menelusuri sumber. Norovirus menunjuk ke makanan atau kejadian satu sampai dua hari sebelumnya, sedangkan hepatitis A menunjuk ke beberapa minggu sebelumnya, sehingga catatan dapur dan daftar petugas lama diperlukan (Contoh 2 dan 3). Kurva epidemi dan pelacakan sumber dibahas di Bab 19, dan pengendalian di dapur di Bab 20 tentang patogen bawaan makanan. Vaksinasi dan penanganan orang sakit adalah keputusan tenaga kesehatan.

Membersihkan muntahan dan diare di hotel dan rumah sakit

Prinsip berikut menggabungkan sifat virus di atas dengan bab lain yang dirujuk; urutan langkah, disinfektan, dan kadarnya ditetapkan prosedur tempat kerja dan label produk:

1. Anggap infeksius. Kewaspadaan standar di Bab 11 memperlakukan setiap muntahan, tinja, dan darah sebagai infeksius.
2. Batasi area dan pakai APD sesuai prosedur: sarung tangan, pelindung mata dan wajah bila dapat memercik, dan pelindung pakaian, seperti di Bab 11.
3. Angkat bahan kasar dulu dengan bahan penyerap sekali pakai ke kantong tertutup. Bahan organik menghabiskan klorin, seperti dijelaskan Bab 4 tentang kebutuhan klorin.
4. Pilih disinfektan menurut sasaran. Alkohol dan amonium kuaterner tidak cukup untuk virus tidak beramplop. Bab 2 menyebut larutan klorin sekitar 1.000 ppm atau lebih, kadar yang biasanya dipakai pedoman pengendalian infeksi, untuk muntahan yang diduga mengandung virus tidak beramplop (Contoh 5). Waktu kontak mengikuti label, karena kematian virus bergantung pada kadar dan waktu, seperti di Bab 3 tentang kinetika kematian mikroba.
5. Karpet dan kain yang tidak tahan klorin dibersihkan menurut prosedur tata graha dan petunjuk pabrik bahan; keputusan itu bukan improvisasi petugas.
6. Linen dan serbet tercemar ditangani sebagai linen infeksius, seperti di Bab 14 · Laundry tentang higiene linen.
7. Kebersihan tangan. Bab 11 memilih cuci tangan dengan sabun dan air untuk virus tidak beramplop seperti norovirus.
8. Petugas yang muntah atau diare tidak menangani makanan dan melapor ke penyelia, seperti di Bab 7 tentang sanitasi dapur.

Di fasilitas kesehatan Indonesia, pencegahan dan pengendalian infeksi diatur Peraturan Menteri Kesehatan Nomor 27 Tahun 2017 tentang Pedoman Pencegahan dan Pengendalian Infeksi di Fasilitas Pelayanan Kesehatan, yang salinannya tercatat di JDIH Kemenkes; per 21 Oktober 2026 status berlakunya belum dapat dipastikan. Pedoman resmi Indonesia khusus pembersihan muntahan di hotel juga belum dapat dipastikan per 21 Oktober 2026.

Contoh kerja

Angka dalam kasus pembuka, contoh, dan soal latihan di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya.

Contoh 1: membaca hitungan plak. Sebanyak 0,1 mL dari pengenceran $10^{-6}$ menghasilkan 45 plak. Cairan encer berisi $45/0{,}1 = 450$ plak per mL, sehingga titer contoh asli $450 \times 10^6 = 4{,}5 \times 10^8$ partikel penular per mL, dengan anggapan satu plak berasal dari satu partikel.

Contoh 2: jendela paparan norovirus. Seorang tamu mulai muntah pada Minggu pukul 06.00. Dengan waktu 12 sampai 48 jam, paparannya terjadi antara Jumat pukul 06.00 dan Sabtu pukul 18.00. Resepsi pada Jumat pukul 21.00, 33 jam sebelum gejala, berada di dalam jendela itu.

Contoh 3: jendela paparan hepatitis A. Gejala beberapa karyawan muncul sekitar 20 Oktober 2026. Dengan masa inkubasi 15 sampai 50 hari, paparan terjadi antara 31 Agustus dan 5 Oktober 2026, dengan titik tengah rata-rata 30 hari sekitar 20 September 2026. Catatan dapur sampai 50 hari ke belakang diperlukan.

Contoh 4: reduksi log dan dosis infektif. Noda muntahan membawa $10^6$ partikel norovirus. Sebuah uji disinfektan pada HPV menurunkan jumlah virus 10.000 kali, yaitu 4 log. Sisa $10^6/10^4 = 100$ partikel masih $100/10 = 10$ sampai $100/1 = 100$ kali dosis infektif median norovirus, dan $100/100 = 1$ sampai $100/10 = 10$ kali untuk hepatitis A. Karena itu bahan kasar diangkat dulu dan waktu kontak dipatuhi.

Contoh 5: larutan klorin untuk muntahan. Untuk 3 L larutan sekitar 1.000 ppm dari pemutih rumah tangga 5,25 persen (52.500 ppm, kadar dari CDC yang dikutip Bab 11), $V_1 = 3.000 \times 1.000/52.500 = 57{,}1$ mL pemutih ditambah air sampai 3 L. Bila 57 mL yang sama diambil dari pemutih laundry 10 persen, kadarnya menjadi $57 \times 100.000/3.000 = 1.900$ ppm, hampir dua kali lipat. Takaran dihitung dari kadar pada label.

Contoh 6: larutan dekontaminasi kulit pada prosedur prion. NaOH 1 N berarti 1 mol NaOH per liter, yaitu $1 \times 40{,}00 = 40{,}0$ g per liter. Pemutih 1:10 dari pemutih 5,25 persen memberi $52.500/10 = 5.250$ ppm. Kedua larutan ini milik prosedur laboratorium dan rumah sakit, bukan prosedur hotel.

Kondisi berhenti

Hentikan pekerjaan dan serahkan kepada penyelia, tim pengendalian infeksi, atau dinas kesehatan bila:

1. Muntahan, tinja, atau darah harus dibersihkan tanpa APD, bahan penyerap, dan disinfektan sesuai prosedur.
2. Disinfektan yang tersedia hanya alkohol atau amonium kuaterner, sedangkan sasarannya virus tidak beramplop seperti norovirus.
3. Beberapa orang muntah atau diare dalam waktu berdekatan; dugaan wabah ditangani tim pengendalian infeksi atau dinas kesehatan, seperti di Bab 19 tentang epidemiologi wabah.
4. Petugas sendiri muntah, diare, demam, atau kulit dan matanya kuning; ia berhenti bekerja, melapor, dan menemui dokter.
5. Teknisi diminta memperbaiki, membongkar, atau membawa keluar alat dari ruang bedah saraf, laboratorium patologi, atau unit sterilisasi yang mungkin tercemar jaringan saraf tanpa izin dan prosedur dekontaminasi dari rumah sakit.
6. Larutan pemutih harus dibuat dari produk yang kadarnya tidak diketahui, atau akan dicampur dengan bahan lain, seperti diperingatkan Bab 4 tentang disinfektan.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

Bab 2 memberi urutan ketahanan mikroba, Bab 3 reduksi log, Bab 4 cara kerja disinfektan, Bab 11 kewaspadaan standar, Bab 13 ketahanan bawaan, Bab 14 · Laundry linen infeksius, dan Bab 7 sanitasi dapur. Bab 14 membahas kelompok bakteri, Bab 19 pelacakan wabah, Bab 20 patogen pangan termasuk norovirus dan hepatitis A di dapur, dan Bab 22 sterilisasi dan pembuktiannya.

Latihan dan pembahasan

Referensi