Kháng sinh
Sự đề kháng

Vi khuẩn trở nên đề kháng lại kháng sinh là hiện tượng phổ biến. Hiện tượng này thường phản ánh quá trình tiến hóa diễn ra trong thời gian trị liệu bằng kháng sinh. Chữa trị bằng kháng sinh có thể chọn lọc ra các chủng vi khuẩn có năng lực sinh lý hay di truyền ưu trội để sống sót qua những liều kháng sinh cao. Dưới những điều kiện nhất định, việc làm này có thể dẫn đến kết quả vi khuẩn đề kháng ưu tiên sinh trưởng, trong khi vi khuẩn nhạy cảm bị ức chế bởi thuốc. Kháng sinh như penicillin và erythromycin từng có hiệu quả cao chống nhiều loài và chủng vi khuẩn nay đã trở nên kém hiệu quả hơn do sức đề kháng gia tăng của nhiều chủng vi khuẩn.
Sự đề kháng có thể mang hình thức làm giảm phẩm chất dược phẩm, như vi khuẩn đất làm giảm giá trị sulfamethazine tiếp xúc với sulfamethazine qua phân lợn chứa thuốc. Vi khuẩn có được tính đề kháng thường nhờ thừa hưởng song còn một cách khác là chuyển gen ngang. Chuyển gen ngang dễ xảy ra hơn ở những vị trí sử dụng kháng sinh thường xuyên.
Kháng kháng sinh có thể áp đặt chi phí sinh học, do đó làm giảm tính thích ứng của các chủng kháng, điều giúp hạn chế sự lây lan của vi khuẩn kháng kháng sinh (ví dụ như khi không có các chất kháng khuẩn). Tuy nhiên những đột biến bổ sung có thể bù đắp cho chi phí này và hỗ trợ vi khuẩn sinh tồn.
Dữ liệu cổ sinh vật cho thấy cả kháng sinh lẫn kháng kháng sinh đều là những hợp chất và cơ chế cổ xưa.
Tồn tại một số cơ chế phân tử của kháng kháng khuẩn. Kháng kháng khuẩn về bản chất có thể là một phần cấu tạo gen của chủng vi khuẩn. Ví dụ, một mục tiêu kháng sinh có thể biến mất khỏi bộ gen vi khuẩn. Sự đề kháng thu được là kết quả từ một đột biến trong nhiễm sắc thể vi khuẩn hay việc kiếm được DNA ngoài nhiễm sắc thể. Vi khuẩn sinh tính kháng đã phát triển những cơ chế đề kháng mà tỏ ra tương tự hay có thể được truyền cho những chủng kháng. Sự lan truyền tính kháng thường xảy ra thông qua truyền đột biến dọc trong quá trình sinh trưởng và bởi tái tổ hợp di truyền DNA bằng hoán đổi gen ngang. Chẳng hạn gen kháng kháng khuẩn có thể được hoán đổi giữa các loài hay các chủng vi khuẩn khác nhau qua plasmid, thứ mang những gen đề kháng này. Plasmid mang một vài gen đề kháng khác nhau có thể trao sức đề kháng chống nhiều chất kháng khuẩn. Sự đề kháng chéo trước một số chất kháng khuẩn còn có thể xảy ra khi một cơ chế đề kháng do một gen đơn mã hóa truyền tính kháng nhiều hơn một hợp chất kháng khuẩn.
Các chủng và loài kháng kháng khuẩn, đôi khi được gọi là siêu khuẩn, giờ góp phần vào sự trở lại của những căn bệnh mà từng có thời gian con người kiểm soát tốt. Ví dụ, sự xuất hiện của chủng vi khuẩn gây bệnh lao kháng những phép điều trị kháng sinh hiệu quả trước kia đã đặt ra những thách thức về liệu pháp. Mỗi năm ước tính có gần nửa triệu ca lao kháng đa thuốc mới xảy ra trên toàn thế giới. NDM-1 là một enzyme mới được biết đã trao sức đề kháng một phạm vi rộng kháng sinh beta-lactam cho vi khuẩn. Cục Bảo vệ Sức khỏe Vương quốc Anh phát biểu rằng "đa số vi khuẩn phân lập có enzyme NDM-1 kháng mọi kháng sinh truyền tĩnh mạch tiêu chuẩn cho điều trị nhiễm trùng nặng". Vào ngày 26 tháng 5 năm 2016 một siêu khuẩn E. coli được phát hiện ở Hoa Kỳ có khả năng kháng colistin, kháng sinh "hàng phòng vệ cuối cùng".