醫界早知道，正確使用抗生素，有助殲滅大部分病菌，但少數病菌卻會突變，對抗生素產生抗藥性，突變細菌甚至能在短時間內蔓延。美國波士頓大學生物醫學專家詹姆斯‧柯林斯（James Collins）研究發現，細菌並不是一次只對一種藥物產生抗藥性，而是同時對多種藥物出現抗藥性，抗藥性增加速率十分驚人。

這項發表於「分子細胞」期刊（Molecular Cell）的研究顯示，抗生素讓細菌產生自由基氧化分子，細菌DNA因而受到損害，為了修補受損DNA，細菌只好以突變自保，演變出抗藥性基因，以求生存。有些突變針對那一種抗生素，還有一些突變是針對其他抗生素，細菌抗藥性問題就變得越來越嚴重。

傳統認為，抗生素消滅病菌方式，主要在侵蝕細胞壁，干擾病菌DNA，並抑制蛋白質作用，柯林斯研究團隊發現，不只如此，抗生素會幫助產生自由基氧化分子，自由基容易和其他分子結合，進而牽制病菌生長。自由基毀損了細菌DNA，細菌在自我修復過程中會引進突變基因，逐漸對多種藥物產生了抗藥性。

在抗生素「訓練」下，細菌會逐漸「進化」，逐漸對多種抗生素產生抗藥性，這是全球性現象，也很難解決。葡萄牙學者伊莎貝爾‧高爾多（Isabel Gordo）卻在研究中發現，細菌突變獲得藥物抗藥性時，也必須付出代價，適當調配抗生素比例，可讓抗藥性之害減到最低。

研究建議，醫療人員進行抗生素療程之前，最好了解患者使用抗生素的歷史，以及細菌的基因型態，精密計算，使用最恰當的組合減少細菌產生多重抗藥性。這項研究發表於國際期刊「公共科學圖書館-基因學」期刊（PLo S Genetics）。這項研究提供醫界新方向，以阻止細菌對抗生素出現多重抗藥性。

當抗生素療程還沒完成，患者就自行停藥時，細菌最容易產生抗生素抗藥性，此外，畜牧業、養殖業多少會使用抗生素，水裡也會含低量抗生素，透過食物、飲水，環境中的抗生素進入人體，細菌經這些抗生素「餵養」，逐漸「百藥不侵」。

美國微生物學學院（American Academy of Microbiology）曾發表一份報告指出，細菌抗藥性議題不能單單歸咎於醫界濫用抗生素，因為除了不當使用抗生素外，衛生清潔工作做得不徹底、環境因素等都可能使細菌產生抗藥性。

林口長庚醫院醫研部主任邱政洵舉例，像一些人畜共通傳染病也會使用到抗生素，細菌會在動物身上發展出抗藥性，再從動物傳播到人類，若要減緩細菌對抗生素產生抗藥性，光從醫界下手效果有限，畜牧業、養殖業等也要做整體規劃，管制抗生素使用，才能有效解決抗生素濫用問題。