Biologi Sekolah Menengah Atas · Grades 10–12

34Imunitas Adaptif dan Vaksinasi

Pada 1796 seorang dokter desa menggoreskan bahan dari lepuh cacar sapi milik seorang pemerah susu ke lengan seorang anak lelaki, menunggu enam pekan, lalu menginokulasinya dengan cacar. Anak itu tidak jatuh sakit. Tak ada apa pun dalam dunia sang dokter yang menjelaskan mengapa; tubuhnya, rupanya, telah diajari. Dua abad kemudian cacar telah punah, dan pengajaran itu dipahami sampai ke molekulnya: seperangkat sel yang bersama-sama membawa reseptor bagi hampir setiap molekul yang mungkin pernah ada, yang berlipat ketika molekulnya muncul, dan yang mengingat. Bab ini menguraikan sistem itu, kedua lengannya, ingatannya, vaksin yang dibangun di atasnya — dan virus yang menghancurkannya.

34.1 Antigen dan limfosit

Definisi 34.1 (Antigen, limfosit)

Sebuah antigen adalah molekul apa pun yang dapat dikenali sistem imun adaptif: biasanya protein atau gula sebuah mikroba, sebuah racun, permukaan sel asing — atau, karena keliru, salah satu molekul tubuh sendiri. Sel yang mengenalinya adalah limfosit, yaitu sel darah putih yang dibuat di sumsum tulang dan berkumpul di kelenjar getah bening, limpa serta jaringan limfoid usus. Setiap limfosit membawa ribuan salinan satu reseptor, dan setiap reseptor hanya mengikat satu antigen. Limfosit B mematang di dalam sumsum dan akan membuat antibodi; limfosit T mematang di dalam timus dan bekerja lewat sentuhan serta lewat isyarat.

Proposisi 34.2 (Sebuah khazanah yang dibuat sejak awal)

Reseptor tiap limfosit dirakit, selagi selnya mematang, oleh penyusunan ulang ruas gen secara acak, yang berbeda pada setiap sel. Jadi tubuh memuat sekitar $10^{8}$ reseptor yang berbeda bahkan sebelum pernah bertemu antigen — cukup banyak sehingga hampir setiap molekul menemukan beberapa sel yang mengikatnya. Limfosit yang reseptornya mengikat molekul tubuh sendiri disingkirkan selama pematangan; sisanya menunggu, beberapa sel bagi tiap antigen yang mungkin, sampai antigennya tiba.

Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎

Sebuah limfosit, dalam mikrograf elektron berwarna palsu: sebuah sel bulat kecil dengan permukaan yang kasar, satu dari seratus juta macam, masing-masing membawa reseptor bagi satu antigen saja.

34.2 Seleksi klonal

Proposisi 34.3 (Seleksi dan pengembangan)

Ketika sebuah antigen masuk, hanya limfosit yang reseptornya cocok dengannya yang menanggapi: limfosit itu terpilih, lalu berlipat lewat mitosis menjadi sebuah klon berisi ribuan sel identik sepanjang beberapa hari — seleksi klonal. Klon itu lalu berdiferensiasi: sebagian besar selnya menjadi sel efektor yang memerangi antigennya selama satu-dua pekan lalu mati; sebagian kecil menjadi sel ingatan yang berumur panjang, yang bertahan bertahun-tahun dan, bila antigennya kembali, menanggapi lebih cepat dan dalam jumlah yang jauh lebih besar. Tanggapannya khas karena hanya klon yang cocok yang berkembang; tanggapannya lambat pada kali pertama karena ia mulai dari segelintir sel; dan cepat pada kali kedua karena sel ingatannya sudah banyak.

Bukti percobaan. Antibodi terhadap suatu antigen muncul di dalam darah sekitar sepekan setelah suntikan pertama, naik selama dua pekan lalu menurun; suntikan kedua beberapa bulan kemudian menghasilkan, dalam dua atau tiga hari, antibodi sepuluh sampai seratus kali puncak yang pertama, yang bertahan bertahun-tahun. Menyuntikkan antigen kedua yang tak berkaitan bersamaan dengan dosis kedua itu memberi, bagi antigen tersebut, tanggapan lambat bertipe pertama: ingatannya bersifat khas. Limfosit yang diambil dari hewan yang diimunisasi lalu dipindahkan ke hewan yang belum pernah terpapar akan memindahkan ingatannya; limfosit dari hewan yang tak diimunisasi tidak. ∎

Seleksi klonal. Dari sekian banyak klon limfosit yang disimpan sebagai cadangan, antigennya memilih klon yang reseptornya cocok; klon itu berlipat selama beberapa hari menjadi sel efektor yang bertempur dan sel ingatan yang bertahan. Pertemuan kedua menemukan klon ingatannya sudah besar.

Antibodi setelah dua dosis antigen yang sama. Tanggapan primernya mulai setelah sepekan dan tetap sederhana; tanggapan sekundernya, dari sel ingatan, mulai dalam beberapa hari dan mencapai sepuluh kali tarafnya — itulah asas dosis penguat.

34.3 Dua lengan: antibodi dan sel pembunuh

Proposisi 34.4 (Limfosit B dan antibodi)

Klon B yang terpilih berdiferensiasi menjadi sel plasma, yaitu pabrik yang menyekresikan ribuan antibodi tiap detik: salinan larut dari reseptor klon itu, yaitu protein berbentuk Y yang kedua lengannya masing-masing mengikat antigennya. Antibodi tidak membunuh; ia menandai. Bila terikat pada virus atau racun, antibodi menghalanginya masuk ke sel atau bekerja; bila terikat pada bakteri, antibodi menyelubunginya, dan selubung itulah yang paling mudah dicengkeram fagosit Bab 33. Antigen yang disilangikat banyak antibodi menggumpal menjadi kompleks imun, yang dibersihkan lewat fagositosis. Inilah lengan yang melawan penyusup di dalam darah dan cairan tubuh.

Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎

Sebuah antibodi dan apa yang dikerjakannya. Kedua lengannya mengikat antigen; batangnya dikenali fagosit. Banyak antibodi yang mengikat banyak antigen membentuk sebuah kompleks yang ditelan seekor fagosit sekaligus.

Proposisi 34.5 (Limfosit T)

Limfosit T mengenali antigen hanya sebagai serpihan yang dipajang di permukaan sel lain (Bab 33). Ada dua macam:

Sel T penolong diaktifkan oleh sel dendritik yang membawa antigennya ke kelenjar getah bening; setelah terpilih dan berlipat, sel itu menyekresikan sitokina yang mengizinkan dan memperkuat tanggapan sel B serta sel T lainnya. Sel itulah pengoordinasinya; tanpanya, nyaris tak ada tanggapan adaptif yang terjadi.
Sel T sitotoksik mengenali serpihan sebuah virus (atau protein sebuah tumor) yang dipajang sel yang terinfeksi, lalu membunuh sel itu lewat sentuhan, sebelum virus di dalamnya sempat berlipat. Inilah lengan yang melawan penyusup yang bersembunyi di dalam sel, tempat antibodi tak dapat mencapainya.

Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎

Susunan tanggapan adaptif. Laporan sel dendritik mengaktifkan sel T penolong, yang sitokinanya mengizinkan sel B membuat antibodi dan sel T sitotoksik membunuh; tiap lengan meninggalkan sel ingatan di belakangnya.

Contoh 34.6 (Sebuah virus, ditemui dua kali)

Influenza pertama: virusnya berlipat selama tiga hari sebelum tanggapan adaptifnya siap; pada hari ke-7 sel T sitotoksik membunuh sel yang terinfeksi di saluran napas dan antibodi menetralkan virus yang bebas; pada hari ke-10 orangnya pulih, dengan sel ingatan dari kedua macam. Galur yang sama setahun kemudian: antibodi yang sudah ada di dalam darah menghadang sebagian besar virusnya di pintu masuk, sel ingatannya berkembang dalam dua hari, dan jangkitannya berakhir sebelum disadari. Galur berbeda yang protein permukaannya bermutasi lolos dari antibodinya — itulah sebabnya vaksinnya dibuat ulang setiap tahun.

34.4 Vaksinasi

Definisi 34.7 (Vaksin)

Sebuah vaksin adalah sediaan yang memancing tanggapan adaptif primer, dan karenanya ingatan, terhadap sebuah patogen tanpa menimbulkan penyakitnya: patogennya dilemahkan (campak, tuberkulosis), dimatikan (polio suntikan), diringkas menjadi salah satu proteinnya atau racun yang dinonaktifkan (tetanus, hepatitis B), atau, paling belakangan ini, menjadi petunjuk bagi sel untuk membuat protein itu. Sebuah adjuvan yang ditambahkan pada sediaannya memancing peradangan kecil yang tanpanya sel dendritik tak akan membawa antigennya ke kelenjar getah bening. Dosis penguat mengubah tanggapan primer menjadi tanggapan sekunder dan memperpanjang ingatannya sampai berpuluh tahun.

Sebuah vaksinasi: sebuah antigen diantarkan ke dalam lengan, disertai adjuvan untuk membangkitkan peradangan setempat. Dalam beberapa pekan kelenjar getah beningnya memuat sel ingatan terhadap penyakit yang belum pernah dialami orangnya.

Edward Jenner, yang pada 1796 menunjukkan bahwa inokulasi dengan cacar sapi melindungi terhadap cacar — vaksinasi, sebelum mekanismenya diketahui sama sekali. Lukisan cat minyak, Wellcome Collection, CC BY 4.0.

Proposisi 34.8 (Melindungi kelompoknya)

Orang yang divaksinasi terlindungi; populasi yang divaksinasi juga melindungi anggotanya yang belum divaksinasi. Orang yang terjangkit menularkan penyakitnya, rata-rata, kepada $R_0$ orang lain di dalam populasi tanpa imunitas (sekitar 15 untuk campak, 2 sampai 3 untuk influenza); bila sebagian sebesar $v$ sudah kebal, hanya $R_0(1 - v)$ kontaknya yang dapat terjangkit, dan penyakitnya surut ketika angka itu jatuh di bawah 1 — yaitu ketika

v > 1 - \frac{1}{R_0}.

Untuk campak, 93% populasinya harus kebal agar bayi yang terlalu muda untuk divaksinasi dan orang yang tak dapat menerimanya ikut terlindungi; untuk influenza, sekitar 60%. Imunitas kelompok inilah sebabnya vaksinasi merupakan tindakan bersama.

Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎

Bagian populasi yang harus kebal untuk menghentikan penyebaran sebuah penyakit, terhadap R_0 penyakit itu. Makin menular penyakitnya, makin dekat ke semua orang cakupannya harus berada. — Bagian populasi yang harus kebal untuk menghentikan penyebaran sebuah penyakit, terhadap $R_0$ penyakit itu. Makin menular penyakitnya, makin dekat ke semua orang cakupannya harus berada.

34.5 Ketika pengoordinasinya dihancurkan

Proposisi 34.9 (HIV dan AIDS)

Virus imunodefisiensi manusia, HIV, menjangkiti sel T penolong, dan masuk justru lewat reseptor yang menandai sel itu, lalu berlipat di dalamnya. Bertahun-tahun sistem imunnya membunuh sel yang terinfeksi dan membuat antibodi — orangnya seropositif, dan menular — sementara virusnya, yang terus bermutasi, lolos dari tiap tanggapan dan perlahan-lahan menguras sel penolongnya. Ketika cacahnya jatuh di bawah kira-kira seperlima taraf normal, tanggapan adaptifnya tak lagi dapat dikoordinasikan: AIDS, saat jangkitan yang dibersihkan tubuh sehat tanpa disadari — sejenis jamur mulut, seekor parasit paru yang ringan — menjadi mematikan, dan kanker yang langka pun muncul. Obat antivirus menghambat enzim virusnya, memulihkan sel penolongnya dan, bila diminum seumur hidup, menahan penyakitnya serta menghentikan penularannya; belum ada vaksinnya, dan belum ada obat yang menyembuhkannya.

Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎

Perjalanan jangkitan HIV yang tak diobati (rerata yang dibulatkan). Setelah ledakan pertamanya, virusnya ditahan bertahun-tahun oleh tanggapan imunnya sementara sel T penolongnya menurun; di bawah sekitar 200 per mikroliter, tanggapannya runtuh, virusnya melonjak, dan jangkitan oportunistik pun mulai.

Partikel HIV (hijau) yang bertunas dari permukaan sebuah limfosit yang terinfeksi, dalam mikrograf elektron berwarna palsu. Tiap partikel membawa salinan genom virusnya, dan di antaranya ada mutan yang tak akan dikenali tanggapan berikutnya. Mikrograf oleh C. Goldsmith, CDC, domain publik.

Metode 34.10 (Membaca sebuah tanggapan imun)

Kenali antigennya dan di mana ia berada: bebas di dalam cairan (antibodi yang bekerja) atau di dalam sel (sel T sitotoksik yang bekerja).
Bacalah waktunya: sepekan menuju puncak berarti tanggapan primer, beberapa hari berarti ingatan.
Bacalah kekhasannya: tanggapan terhadap satu antigen membiarkan tanggapan terhadap antigen lain tak tersentuh.
Carilah sel T penolongnya: tanpanya tak ada apa pun yang terjadi, dan itulah yang diperagakan AIDS.
Untuk sebuah vaksin, sebutkan bentuk antigennya, adjuvannya, jumlah dosisnya, dan bagian populasi yang diperlukan.

Catatan 34.11 (Seleksi, sekali lagi)

Sistem imun adaptif bersifat Darwinian: sebuah populasi sel dengan reseptor acak, yang darinya lingkungan — antigennya — memilih beberapa untuk berlipat, dan yang keturunannya mewarisi reseptor pemenangnya. Sistem itu menjalankan proses Bab 25 di dalam satu tubuh dalam sepekan, dan, lewat ingatannya, menyimpan hasilnya seumur hidup. Itu pula sebabnya sistem imun dapat diajari, yaitu apa yang dikerjakan sebuah vaksin, dan sebabnya virus yang bermutasi lebih cepat daripada kesanggupan sistemnya memilih — HIV, influenza — begitu sukar dikalahkan.

34.6 Latihan

Latihan 34.1 ★

Definisikan antigen dan limfosit, lalu katakan apa yang membuat tiap limfosit bersifat khas.

Solusi

Solusi Latihan 34.1.

Antigen adalah molekul apa pun yang dapat dikenali sistem adaptif; limfosit adalah sel darah putih yang membawa reseptor bagi satu antigen. Kekhasannya datang dari reseptornya, yang dirakit secara acak selama pematangan dan identik pada semua salinannya.

Latihan 34.2 ★

Uraikan seleksi klonal dalam empat langkah.

Solusi

Solusi Latihan 34.2.

Antigennya mengikat segelintir limfosit yang reseptornya cocok; sel itu berlipat menjadi sebuah klon dalam beberapa hari; klonnya berdiferensiasi menjadi sel efektor yang bertempur; sebagian kecil menjadi sel ingatan yang bertahan.

Latihan 34.3 ★

Apa itu antibodi, apa yang diikatnya, dan apa yang dilakukannya terhadap sebutir bakteri?

Solusi

Solusi Latihan 34.3.

Sebuah protein berbentuk Y yang disekresikan sel plasma, yaitu salinan larut reseptor sel B; tiap lengannya mengikat antigennya. Pada sebutir bakteri, antibodi membentuk selubung yang dicengkeram fagosit, dan menyilangikat bakterinya menjadi kompleks yang lalu ditelan.

Latihan 34.4 ★

Sebutkan peran sel T penolong dan sel T sitotoksik.

Solusi

Solusi Latihan 34.4.

Sel T penolong, yang diaktifkan sel dendritik, menyekresikan sitokina yang mengizinkan dan memperkuat sel B serta sel T lainnya. Sel T sitotoksik membunuh sel yang memajang serpihan sebuah virus atau protein sebuah tumor.

Latihan 34.5 ★

Apa isi sebuah vaksin, dan mengapa vaksin itu bekerja?

Solusi

Solusi Latihan 34.5.

Bentuk antigen patogen yang tak berbahaya (dilemahkan, dimatikan, sebuah protein, racun yang dinonaktifkan, atau petunjuknya) beserta adjuvan. Vaksin memancing tanggapan primer dan meninggalkan sel ingatan, sehingga patogen yang sungguhan disambut tanggapan sekunder.

Latihan 34.6 ★★

Dari gambar antibodi, bandingkan tundaan, puncak dan lamanya tanggapan primer dan tanggapan sekunder.

Solusi

Solusi Latihan 34.6.

Primer: tundaan sepekan, puncak yang rendah (sekitar sepersepuluh puncak sekundernya) pada pekan kedua sampai ketiga, lalu menurun dalam sebulan. Sekunder: tundaan dua atau tiga hari, puncak sepuluh kali lebih tinggi dalam sepuluh hari, dan bertahan berbulan-bulan.

Latihan 34.7 ★★

Suntikan kedua antigen A bersamaan dengan suntikan pertama antigen B memberi tanggapan yang kuat dan cepat terhadap A serta tanggapan yang lambat dan lemah terhadap B. Apa yang ditunjukkan hal ini?

Solusi

Solusi Latihan 34.7.

Ingatannya bersifat khas: sel ingatan yang ditinggalkan dosis pertama A hanya menanggapi A; B, yang ditemui untuk pertama kali, mendapat tanggapan primer.

Latihan 34.8 ★★

Mengapa antibodi tak dapat membersihkan virus begitu virus itu berada di dalam sel, dan sel mana yang dapat?

Solusi

Solusi Latihan 34.8.

Antibodi adalah protein di dalam cairan dan tak dapat masuk ke sel. Sel yang terinfeksi memajang serpihan virusnya di permukaannya, dan sel T sitotoksik mengenalinya lalu membunuh sel itu.

Latihan 34.9 ★★

Hitunglah cakupan vaksinasi yang diperlukan bagi penyakit dengan $R_0 = 4$ , dan dengan $R_0 = 18$ .

Solusi

Solusi Latihan 34.9.

$1 - 1/4 = 75\%$ ; $1 - 1/18 \approx 94\%$ .

Latihan 34.10 ★★

Mengapa kampanye vaksinasi campak melindungi bayi yang masih terlalu muda untuk divaksinasi?

Solusi

Solusi Latihan 34.10.

Di atas ambangnya tiap kasus menjangkiti kurang dari satu orang lain, sehingga virusnya tak dapat beredar dan jarang mencapai seorang bayi; orang dewasa yang kebal itulah tembok di sekeliling mereka.

Latihan 34.11 ★★

Dari gambar HIV, bacalah cacah sel T penolong pada tahun ke-1, ke-5 dan ke-9, lalu katakan kapan AIDS mulai.

Solusi

Solusi Latihan 34.11.

Sekitar 750, 520 dan 180 per mikroliter; AIDS mulai sekitar tahun ke-9, ketika cacahnya melewati 200.

Latihan 34.12 ★★★

Jelaskan mengapa rusaknya sel T penolong saja melumpuhkan lengan antibodi sekaligus lengan sel pembunuhnya, dengan memakai gambar susunannya.

Solusi

Solusi Latihan 34.12.

Sitokina sel T penolong itulah yang mengizinkan sel B menjadi sel plasma dan sel T sitotoksik berlipat; kedua lengannya bergantung pada pengoordinasi yang sama, sehingga menyingkirkannya membungkam keduanya.

Latihan 34.13 ★★★

Seorang seropositif membawa antibodi terhadap HIV namun tidak terlindungi. Jelaskan mengapa, dengan laju mutasi virusnya dan sasarannya.

Solusi

Solusi Latihan 34.13.

Antibodinya terseleksi terhadap virus dalam keadaannya yang dahulu; virusnya memutasikan protein permukaannya lebih cepat daripada kesanggupan klon baru terseleksi, sehingga tiap tanggapannya tertinggal. Dan virusnya bersembunyi lalu berlipat justru di dalam sel penolong yang seharusnya mengoordinasikan tanggapannya.

Latihan 34.14 ★★★

Vaksin influenza dibuat ulang setiap tahun; vaksin campak buatan 1970 masih bekerja. Jelaskan perbedaannya dengan mutasi protein permukaan kedua virus itu dan kekhasan ingatannya.

Solusi

Solusi Latihan 34.14.

Sel ingatan mengenali protein permukaan yang disajikan vaksinnya. Protein influenza bermutasi setiap tahun menjadi bentuk yang tak diikat ingatan lama; protein permukaan campak nyaris tak berubah, sehingga ingatan tahun 1970 masih cocok dengan virus hari ini.

Latihan 34.15 ★★★

Bandingkan tanggapan imun adaptif dengan seleksi alam pada sebuah populasi: apa yang beragam, apa yang menyeleksi, apa yang diwariskan, dan berapa skala waktunya. Di mana kesejajarannya berhenti?

Solusi

Solusi Latihan 34.15.

Yang beragam: reseptor limfositnya, yang dibuat secara acak. Yang menyeleksi: antigennya, yang hanya membiarkan klon yang cocok berlipat. Yang diwariskan: reseptornya, kepada keturunan klon itu, termasuk sel ingatannya. Skala waktunya: beberapa hari untuk sebuah tanggapan, seumur hidup untuk ingatannya, berbanding bergenerasi-generasi bagi sebuah populasi. Kesejajarannya berhenti pada penurunan: klon yang terseleksi mati bersama tubuhnya dan tidak diteruskan kepada generasi berikutnya.

34.7 Soal: Sembilan Puluh Tiga Persen

Soal 34.1

Soal akhir pekan — sebuah kampanye vaksinasi dihitung: tanggapan terhadap dua dosis, hitungan imunitas kelompok, sebuah wabah campak dimodelkan, dan virus yang membongkar sistemnya

Campak punya $R_0 = 15$ . Sebuah kota berpenduduk 50 000 orang punya 90% penduduk yang kebal karena vaksinasi atau jangkitan masa lalu; 1500 di antaranya bayi di bawah satu tahun, terlalu muda untuk vaksin.

Bagian I — Tanggapan seorang anak. Seorang anak menerima dosis pertama pada usia 12 bulan dan dosis kedua pada usia 18 bulan.

Uraikan kurva antibodi setelah dosis pertama: tundaannya, puncaknya, penurunannya.
Uraikan kurva itu setelah dosis kedua lalu jelaskan perbedaannya dengan seleksi klonal.
Virus vaksinnya dilemahkan tetapi hidup. Mengapa virus hidup yang dipakai, dan lengan tanggapan mana yang dilatihnya yang tak akan dilatih virus yang mati?
Sepuluh tahun kemudian anak itu bertemu campak. Apa yang terjadi pada tiga hari pertama, dan mengapa ia tidak jatuh sakit?
Sepupunya yang tak divaksinasi bertemu virus yang sama. Uraikan sepuluh hari pertamanya, dan apa yang disimpannya sesudah itu.

Bagian II — Ambangnya.

Hitunglah bagian populasi yang harus kebal agar campaknya berhenti menyebar.
Dengan 90% yang kebal, berapa orang yang dapat dijangkiti satu orang yang terjangkit, rata-rata? Apakah kotanya terlindungi?
Berapa orang di kota itu yang tidak kebal, dan berapa di antaranya yang bayi?
Jika cakupannya naik menjadi 95%, berapa orang rentan yang akan tersisa, dan berapa yang akan dihasilkan satu kasus rata-rata?
Jelaskan dalam satu kalimat mengapa keselamatan bayinya bergantung pada keputusan orang dewasanya.

Bagian III — Sebuah wabah. Seorang musafir membawa campak ke kota itu pada imunitas 90%.

Ambillah tiap kasus menjangkiti $15 \times 0.10 = 1.5$ orang lain, dalam generasi berturut-turut selama 12 hari. Berapa kasus pada generasi ketiga? Pada generasi keenam?
Berapa kasus seluruhnya setelah enam generasi?
Dari 5000 orang yang rentan, 30% adalah bayi. Taksirlah cacah bayi di antara kasusnya setelah enam generasi, bila kasusnya jatuh merata pada yang rentan.
Tiap generasi kasus meninggalkan penyintas yang kebal: jelaskan mengapa wabahnya melambat dengan sendirinya, dan kira-kira kapan.
Ulangi pertanyaan 11 untuk kota dengan imunitas 95%. Bandingkan kedua kota itu.

Bagian IV — Sistem yang dibongkar. Seorang pasien yang terjangkit HIV, tanpa pengobatan, kehilangan sel T penolong dari 1000 menjadi 200 per mikroliter dalam 8 tahun.

Hitunglah kehilangan rata-ratanya tiap tahun, dan tiap bulan.
Pada 200 per mikroliter, AIDS mulai. Jelaskan, dengan gambar susunannya, mengapa antibodi dan sel pembunuhnya sama-sama terkena walaupun hanya sel penolong yang terjangkit.
Sel ingatan campak pasien itu masih utuh. Apakah paparan campak sekarang akan berbahaya? Jelaskan.
Pengobatan antivirus yang dimulai pada tahun ke-8 menaikkan cacahnya kembali ke 600 dalam dua tahun. Apa yang ditunjukkan hal ini tentang sel ingatan dan khazanahnya, dan mengapa pengobatannya harus berlanjut?
Nyatakan hasilnya: cakupan yang melindungi bayi kota itu, cacah kasus yang ditebarkan satu musafir dalam enam generasi pada 90%, dan satu sel yang kehilangannya meruntuhkan seluruh sistem adaptif.

Solusi

Solusi Soal 34.1.

1. Tak ada apa-apa selama sekitar sepekan, puncak yang sederhana pada pekan kedua sampai ketiga, lalu menurun pada pekan-pekan berikutnya.

2. Antibodi dalam dua atau tiga hari, puncak sepuluh kali lebih tinggi, dan bertahan berbulan-bulan: sel ingatan yang ditinggalkan dosis pertama sudah merupakan klon yang besar, sehingga pelipatannya mulai dari ribuan sel, bukan dari segelintir.

3. Virus yang hidup berlipat sebentar di dalam sel, sehingga sel yang terinfeksi memajang serpihannya dan sel T sitotoksik ikut terseleksi selain antibodinya; virus yang mati terutama melatih lengan antibodinya saja.

4. Antibodi yang sudah ada menghadang sebagian besar virusnya; sel ingatan B dan T berlipat dalam dua hari; sel yang terinfeksi dibunuh sebelum virusnya menyebar. Jangkitannya dihentikan sebelum ada gejala.

5. Tiga hari pelipatan yang diam-diam, lalu demam, ruam dan sakit sementara tanggapan primernya terbangun sepanjang sepekan; pulih sekitar hari ke-10, dengan sel ingatan dan imunitas seumur hidup — bila ia selamat dari penyulitnya.

6. $1 - 1/15 \approx 93\%$ .

7. $15 \times 0.10 = 1.5$ : tiap kasus menjangkiti lebih dari satu orang lain, sehingga penyakitnya dapat menyebar. Tidak terlindungi.

8. $10\% \times 50\,000 = 5000$ orang tidak kebal, dan 1500 di antaranya bayi.

9. 2500 orang rentan; $15 \times 0.05 = 0.75$ : kurang dari satu, sehingga penyakitnya padam.

10. Bayi tak dapat divaksinasi, sehingga satu-satunya perlindungannya adalah orang dewasa di sekelilingnya yang, dengan menjadi kebal, tak menyisakan jalan bagi virusnya untuk mencapai mereka.

11. Generasi 3: $1.5^3 \approx 3.4$ kasus; generasi 6: $1.5^6 \approx 11$ .

12. $1 + 1.5 + 2.25 + 3.4 + 5.1 + 7.6 + 11.4 \approx 32$ kasus.

13. Sekitar 30% dari 32: kira-kira 10 bayi.

14. Tiap kasus menyingkirkan satu orang rentan dan menambah satu orang kebal, sehingga bagian yang rentan menurun dan begitu pula cacah yang dijangkiti tiap kasus; dengan 5000 orang rentan, wabahnya baru akan melambat setelah ratusan kasus, sepanjang berbulan-bulan — kecuali vaksinasi turun tangan.

15. Pada 95%: $0.75^3 \approx 0.4$ dan $0.75^6 \approx 0.18$ kasus; seluruhnya sekitar $1 + 0.75 + 0.56 + \dots \approx 4$ kasus. Sepuluh kali lebih sedikit kasusnya, dan wabahnya padam sendiri.

16. 800 dalam 8 tahun: 100 per mikroliter tiap tahun, sekitar 8 tiap bulan.

17. Sel B memerlukan sitokina sel penolong untuk menjadi sel plasma, dan sel T sitotoksik memerlukannya untuk berlipat: dengan sel penolong yang terlalu sedikit, tak satu lengan pun diizinkan, walaupun selnya masih ada.

18. Ya: sel ingatan tetap memerlukan sitokina penolong untuk berkembang menjadi tanggapan sekunder; tanpa koordinasinya ingatan itu tak dapat dipakai, dan campak, yang tak berbahaya bagi orang dewasa yang sehat, dapat mematikan.

19. Populasi sel penolongnya tumbuh kembali dari sel yang selamat dan dari sumsumnya, dan sel ingatan lengan lainnya tak pernah rusak — khazanahnya utuh begitu koordinasinya kembali. Virusnya bertahan di dalam sel yang tersembunyi, sehingga menghentikan obatnya membiarkannya bangkit lagi.

20. Cakupan 93%; sekitar 32 kasus dari satu musafir pada 90%; dan sel T penolong.

Istilah yang didefinisikan dalam bab ini

Lihat semua 479 istilah di glosarium