Clinical Pharmacokinetic Parameters and Antibiotic Response Variability in Patients with Renal Impairment: A Systematic Review / The Hubungan Parameter Farmakokinetik Klinis dengan Variabilitas Respons Antibiotik pada Pasien Gangguan Fungsi Ginjal: Suatu Tinjauan Sistematis

Introduction: Renal impairment affects the pharmacokinetics of various antibiotics eliminated through the renal route, potentially leading to drug accumulation, toxicity, or therapeutic failure if doses are not appropriately adjusted. The variability in antibiotic response in this population remains a clinical challenge due to the complexity of pharmacokinetic/pharmacodynamic (PK/PD) parameters, degree of renal dysfunction, comorbidities, and dosing strategies. Objective: This systematic review aims to explore the relationship between clinical pharmacokinetic parameters and antibiotic response variability in adult patients with renal impairment, as well as to identify implementable PK/PD-based individualized therapy strategies. Methods: A literature search was conducted through PubMed/MEDLINE, Scopus, Embase, and Cochrane Library (2016–2026) following PRISMA 2020 guidelines. Studies involving adult patients (≥18 years) with renal impairment that reported PK/PD parameters and clinical outcomes were included. A narrative synthesis was performed on 18 articles meeting the inclusion criteria. Results: Renal function is a major determinant of antibiotic exposure, particularly for renally eliminated drugs. PK/PD parameters such as AUC/MIC, trough concentration, and %fT>MIC play important roles in assessing therapeutic adequacy, although their association with clinical outcomes is not always consistent due to population heterogeneity, infection severity, and differences in dosing strategies. Higher vancomycin exposure is consistently associated with an increased risk of nephrotoxicity. PK/PD-based individualized approaches through therapeutic drug monitoring, Bayesian forecasting, and model-informed precision dosing have been shown to improve target concentration attainment and reduce toxicity risk. Conclusion: Clinical pharmacokinetic parameters are associated with antibiotic response variability in patients with renal impairment, with more consistent relationships observed for toxicity than for efficacy. Integration of PK/PD-based individualized dosing strategies into routine clinical practice is necessary to optimize antibiotic therapy effectiveness and safety, supported by the development of comprehensive predictive models in this population.

Pendahuluan: Gangguan fungsi ginjal memengaruhi farmakokinetik berbagai antibiotik yang dieliminasi melalui jalur renal, sehingga berisiko menyebabkan akumulasi obat, toksisitas, atau kegagalan terapi jika dosis tidak disesuaikan. Variabilitas respons antibiotik pada populasi ini masih menjadi tantangan klinis karena dipengaruhi oleh kompleksitas parameter farmakokinetik/farmakodinamik (PK/PD), derajat gangguan ginjal, komorbiditas, dan strategi pemberian dosis. Tujuan: Tinjauan sistematis ini bertujuan untuk mengeksplorasi hubungan antara parameter farmakokinetik klinis dengan variabilitas respons antibiotik pada pasien dewasa dengan gangguan fungsi ginjal serta mengidentifikasi strategi individualisasi terapi berbasis PK/PD yang dapat diimplementasikan. Metode: Pencarian literatur dilakukan melalui PubMed/MEDLINE, Scopus, Embase, dan Cochrane Library (2016-2026) dengan pedoman PRISMA 2020. Studi pada pasien dewasa (≥18 tahun) dengan gangguan fungsi ginjal yang melaporkan parameter PK/PD dan luaran klinis diikutsertakan. Sintesis naratif dilakukan terhadap 18 artikel yang memenuhi kriteria inklusi. Hasil: Fungsi ginjal merupakan determinan utama paparan antibiotik, terutama untuk obat yang dieliminasi melalui ginjal. Parameter PK/PD seperti AUC/MIC, konsentrasi lembah, dan %fT>MIC berperan penting dalam menilai kecukupan terapi, meskipun hubungannya dengan luaran klinis tidak selalu konsisten akibat heterogenitas populasi, derajat keparahan infeksi, dan perbedaan strategi dosis. Paparan vancomycin yang lebih tinggi berkaitan secara konsisten dengan peningkatan risiko nefrotoksisitas. Pendekatan individualisasi berbasis PK/PD melalui therapeutic drug monitoring, Bayesian forecasting, dan model-informed precision dosing terbukti meningkatkan pencapaian target konsentrasi dan menurunkan risiko toksisitas. Kesimpulan: Parameter farmakokinetik klinis berhubungan dengan variabilitas respons antibiotik pada pasien gangguan fungsi ginjal, dengan hubungan yang lebih konsisten terhadap toksisitas dibandingkan efektivitas. Integrasi strategi individualisasi dosis berbasis PK/PD ke dalam praktik klinis rutin diperlukan untuk mengoptimalkan efektivitas dan keamanan terapi antibiotik, didukung oleh pengembangan model prediksi yang komprehensif pada populasi ini.