在细胞内,齐多夫定在酶的作用下转化为其活性代谢物齐多夫定5'-三磷酸酯(AztTP)。AztTP 通过竞争性利用天然底物脱氧胸苷5'-三磷酸酯(dTTP)和嵌入病毒DNA来抑制 HIV 逆转录酶。嵌入的核苷类似物中3'-羟基的缺失,可阻断使 DNA 链延长所必须的5'~3'磷酸二酯键的形成,从而使病毒 DNA 合成终止。活性代谢物AztTP 还是细胞 DNA 聚合酶-a 和线粒体聚合酶-γ的弱抑制剂,据报道可嵌入到体外培养细胞的 DNA 中。
据报道,从长期接受齐多夫定治疗患者体内分离出来的 HIV 在体外实验中对齐多夫定的敏感度有所降低。目前的研究结果表明,相对于晚期 HIV 感染,早期 HIV 感染患者体外实验中 HIV 对齐多夫定敏感度下降的机率高,幅度大。
病毒对齐多夫定敏感性的降低和对齐多夫定耐药株的出现限制了临床单药治疗的应用。体外试验表明,齐多夫定与拉米夫定联合应用时,本已对齐多夫定耐药的病毒株可因对拉米夫定耐药性的出现而恢复对齐多夫定的敏感性。并且在体内试验中,临床有证据显示齐多夫定与拉米夫定的联合应用可延迟对齐多夫定耐药性在抗逆转录病毒的病人中的出现。
有研究结果显示,齐多夫定与许多其它抗 HIV 制剂,特别是拉米夫定,ddI 及α干扰素有疗效叠加效应或协同作用,可更有效地抑制 HIV 在细胞培养中的复制。
国际上认可的指导原则(疾病控制和预防中心-1998 年6月),推荐在意外暴露于 HIV 感染的血液事件中如:针刺伤,应立即给予齐多夫定和拉米夫定联合治疗(在1~2小时内)。在高危情况下,还应包括蛋白酶抑制剂。建议抗逆转录病毒预防持续4周。没有关于暴露后预防的对照临床研究且支持数据有限。尽管立即给予抗逆转录病毒制剂治疗,HIV 感染仍有可能会发生。