ผลลัพธ์ที่ดีจากการได้รับการรักษาด้วยาปฏิชีวนะนั้นขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ได้แก่ ระบบภูมิคุ้มกันของแต่ละคน, ตำแหน่งที่เกิดการติดเชื้อแบคทีเรีย, และคุณสมบัติทางเภสัชพลศาสตร์และเภสัชจลนศาสตร์ของยาปฏิชีวนะที่ใช้ในการรักษา[90] ฤทธิ์ในการฆ่าเชื้อแบคทีเรียของยาปฏิชีวนะนั้นอาจจะขึ้นอยู่กับระยะการเจริญเติบโตของแบคทีเรียก่อโรค และอัตราการเกิดเมแทบอลิซึมภายในเซลล์ของแบคทีเรีย รวมไปถึงความเร็วในการแบ่งตัวของแบคทีเรียชนิดนั้นๆอีกด้วย[91] โดยปัจจัยที่กล่าวมาดังข้างต้นล้วนเป็นผลลัพธ์ที่ได้มาจากการศึกษาทดลองภายในห้องปฏิบัติการและล้วนให้ผลที่สอดคล้องกับการบำบัดรักษาจริงในทางคลินิก[90][92] ทั้งนี้ เนื่องจากการออกฤทธิ์ในการต้านแบคทีเรียของยาปฏิชีวนะนั้นขึ้นอยู่กับความเข้นข้นของยาปฏิชีวนะชนิดนั้นๆ[93] การศึกษานอกร่างกายมนุษย์ ซึ่งทดลองภายในห้องปฏิบัติการ (in vitro) ได้มีการจำแนกประสิทธิภาพในการออกฤทธิ์ต้านแบคทีเรียของยาปฏิชีวนะโดยใช้ ความเข้มข้นของยาต่ำสุดที่สามารถยับยั้งการเจริญเติบโตของเชื้อแบคทีเรีย (minimum inhibitory concentration; MIC) และ ความเข้มข้นยาต่ำสุดที่ฆ่าแบคทีเรียได้ร้อยละ 90 (minimum bactericidal concentration; MBC)[90][94] โดยใช้ค่าดังกล่าว ร่วมกับคุณสมบัติทางเภสัชจลนศาสตร์ของยาปฏิชีวนะชนิดนั้นๆ และคุณลักษณะอื่นทางเภสัชวิทยาในการทำนายประสิทธิภาพและผลลัพธ์การรักษาของยาปฏิชีวนะชนิดใดชนิดหนึ่งในทางคลินิก[95]

การใช้ยาปฏิชีวนะหลายขนาน

ในการรักษาโรคที่เกิดจากการติดเชื้อแบคทีเรียที่รุนแรงบางชนิด เช่น วัณโรค เป็นต้น การรักษาด้วยยาหลายขนาน (การรักษาด้วยยาปฏิชีวนะอย่างน้อย 2 ชนิดขึ้นไป) จะถูกนำมาพิจารณาใช้เพื่อชะลอหรือป้องกันการดื้อต่อยาปฏิชีวนะของเชื้อสาเหตุ ในกรณีที่เป็นการติดเชื้อแบคทีเรียแบบเฉียบพลัน ยาปฏิชีวนะที่เลือกใช้ในการรักษาด้วยยาหลายขนานนี้จะต้องเป็นยาเสริมฤทธิ์ซึ่งกันและกันจะทำให้มีประสิทธิภาพในการรักษามากกว่าการใช้ยาปฏิชีวนะเพียงชนิดเดียว[96][97] เช่น ในกรณีการติดเชื้อ Staphylococcus aureus ที่ดื้อต่อเมทิซิลลินนั้น อาจให้การรักษาด้วยกรดฟูซิดิค และไรแฟมพิซินร่วมกัน[96] ในทางตรงกันข้าม ยาปฏิชีวนะบางชนิดนั้นเมื่อถูกนำมาใช้ร่วมกันอาจแสดงคุณสมบัติต้านฤทธิ์ซึ่งกันและกัน และทำให้ผลลัพธ์และประสิทธิภาพในการรักษานั้นต่ำกว่าการใช้ยาปฏิชีวนะชนิดนั้นเพียงชนิดเดียวได้เช่นกัน[96] เช่น คลอแรมเฟนิคอล และเตตราไซคลีน จะต้านฤทธิ์ของยากลุ่มเพนิซิลลิน และอะมิโนไกลโคไซด์ อย่างไรก็ตาม การเลือกใช้ยาปฏิชีวนะในกรณีนั้นมีความหลากหลายมากขึ้นอยู่กับชนิดของเชื้อสาเหตุและตำแหน่งที่เกิดการติดเชื้อแบคทีเรีย[98] แต่โดยปกติแล้ว ยาปฏิชีวนะที่ออกฤทธิ์ต้านการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย (bacteriostatic antibiotic) มักออกฤทธิ์ต้านกันกับยาปฏิชีวนะที่ออกฤทธิ์ฆ่าเชื้อแบคทีเรีย (bactericidal antibiotic)[96][97]