不同类型效应T细胞作用于不同靶细胞，其生物学效应及机制各异：①CD4＋Th1细胞识别靶细胞表面pMHCⅡ类分子复合物，主要通过分泌细胞因子、激活巨噬细胞而介导细胞免疫效应；②CD8＋CTL细胞特异性识别靶细胞表面pMHCⅠ类分子复合物，通过释放毒性颗粒及死亡受体途径而介导靶细胞死亡；③CD4＋Th2细胞识别靶细胞表面pMHCⅡ类分子复合物，主要辅助B细胞产生抗体，介导体液免疫效应；④Th17细胞主要活化上皮细胞和成纤维细胞，使之产生趋化因子，募集中性粒细胞，在感染早期发挥作用；⑤诱导性Treg细胞可抑制T细胞活性，调节免疫应答，阻止自身免疫的产生。下面重点介绍CD4＋Th1细胞和CD8＋CTL细胞介导的细胞免疫应答。
（一）Th1细胞介导的细胞免疫效应
Th1细胞在抵御胞内寄生的病原体感染中发挥重要作用。多数情况下，巨噬细胞可杀伤胞内寄生和吞噬的病原体，但若病原体慢性感染巨噬细胞，则可使之失能。如某些胞内寄生的病原体（如分枝杆菌属）主要在巨噬细胞的吞噬小体内生长，可通过抑制内体与溶酶体融合或干扰内体酸化，导致溶酶体酶激活受阻，从而有利于病原体在宿主细胞内存活，并逃避特异性抗体和CTL的攻击。针对此类病原体，Th1细胞可通过活化巨噬细胞及释放各种细胞因子，并促进B细胞分泌有限、高效的调理性抗体而清除之。但仅仅能向Th1细胞提呈特异性抗原的感染巨噬细胞才能被活化，从而有效、特异性地清除病原体。
1.Th1细胞对巨噬细胞的作用 Th1细胞发挥效应需数小时，其有赖于新合成的细胞因子和膜分子，后者再通过多种途径作用于巨噬细胞。而CD8＋CTL识别特异性抗原后，数分钟内即发挥细胞毒效应。
（1）激活巨噬细胞：Th1细胞可同时向巨噬细胞提供两种活化信号，即IFN-γ信号和提高巨噬细胞对IFN-γ敏感性的信号。①Th1细胞与巨噬细胞所提呈的特异性抗原结合，可诱生并分泌IFN-γ等效应分子，直接作用于巨噬细胞；②Th1细胞表面CD40L与巨噬细胞表面CD40结合，可向后者提供敏感信号。
激活的巨噬细胞表达CD40并大量分泌TNF-α，与IFN-γ协同，通过不同机制促进巨噬细胞杀伤病原体，如诱导NO和超氧离子产生、促进溶酶体与内体融合、合成并释放各种抗菌肽和蛋白酶等。同时，Th1细胞可严密调控巨噬细胞的活化，使机体的防御机制具有高度特异性和有效性，防止某些介质（如NO和超氧离子等）对宿主细胞的损伤。
激活的巨噬细胞可进一步增强Th1细胞效应：①激活的巨噬细胞高表达B7和MHCⅡ类分子，具有更强的提呈抗原和激活CD4＋T细胞的能力；②激活的巨噬细胞分泌IL-12，促进Th0细胞向Th1细胞分化，进一步扩大Th1细胞应答的效应。
（2）诱生并募集巨噬细胞：Th1细胞可产生IL-3和GM-CSF，促进骨髓造血干细胞分化为巨噬细胞；并产生TNF-α和TNF-β，诱导血管内皮细胞高表达黏附分子，促进巨噬细胞和淋巴细胞黏附于血管内皮，并穿越血管壁趋化到局部组织。
（3）清除慢性感染的巨噬细胞：慢性感染胞内寄生菌的巨噬细胞非但不能被活化而清除病原体，反而成为其庇护所。Th1细胞可通过表达FasL而杀伤表达Fas的靶细胞（包括感染的巨噬细胞）。某些分枝杆菌可进入胞质但不进入细胞囊泡，从而对巨噬细胞活化不敏感，但却可被CD8＋CTL杀伤。巨噬细胞被杀伤后释放的病原体，可被新生的巨噬细胞摄取并消灭。
2.Th1细胞对T细胞的作用 Th1细胞可产生IL-2等细胞因子，促进T细胞（包括Th1细胞、CTL细胞等）增殖，从而放大免疫效应。
3.Th1细胞对B细胞的作用 Th1细胞分泌的IFN-γ可促进B细胞产生具有强调理作用的抗体（如IgG1和IgG3），从而进一步增强巨噬细胞对病原体的吞噬。
（二）CTL细胞介导的细胞毒效应
CTL细胞多为CD8＋，其杀伤效应受MHCⅠ类分子限制；约10%CTL为CD4＋，其杀伤效应受MHCⅡ类分子限制。CTL可高效、特异性杀伤肿瘤细胞、病毒与某些胞内寄生菌感染的宿主细胞，而不损害正常组织。其细胞毒效应过程包括效-靶细胞结合、CTL极化、致死性攻击和靶细胞崩解。
1.效-靶细胞结合 CD8＋T细胞在淋巴组织内增殖、分化为效应CTL，在趋化因子的作用下离开淋巴组织向感染灶或肿瘤部位聚集。效应性CTL表面黏附分子（如LFA-1、CD2等）表达水平比初始细胞高2～4倍，可有效结合低表达相应配体（ICAM、LFA-3等）的靶细胞。若靶细胞不表达特异性抗原，CTL即脱离该细胞，继续与其他靶细胞黏附，直至遇到特异性抗原。一旦CTL的TCR特异性识别靶细胞表面pMHCⅠ类分子复合物，该激活信号（无需共刺激信号参与）可增强效-靶细胞表面黏附分子与相应配体结合的亲和力，在细胞接触部位形成紧密、狭小的空间（即免疫突触），使CTL分泌的非特异性效应分子集中于此空间，选择性杀伤所接触的靶细胞，而不影响邻近正常细胞。
2.CTL的极化 CTL的TCR与靶细胞表面pMHCⅠ类分子复合物特异性结合后，TCR及共受体向效-靶细胞接触部位聚集，导致CTL的极化（polarization），即细胞骨架系统（如肌动蛋白、微管）、高尔基复合体及胞质颗粒等均向效-靶细胞接触部位重新排列和分布（图8-8），从而保证CTL分泌的非特异性效应分子定向分泌并作用于所接触的靶细胞。
图8-8 CTL极化
3.致死性攻击 CTL主要借助两类效应分子杀伤靶细胞，即储存于胞质颗粒中的细胞毒素和诱导性合成的膜分子与细胞因子（图8-9）。
图8-9 CTL杀伤靶细胞
（1）细胞毒素：储存于CTL胞质中的细胞毒素可在5min内杀伤表达特异性抗原的靶细胞。该细胞毒素主要为穿孔素和颗粒酶。①穿孔素（perforin）：穿孔素的生物学效应类似于补体激活所形成的膜攻击复合体（MAC）。穿孔素单体以钙离子依赖性方式与靶细胞膜磷酰胆碱结合，聚合成直径为16nm的孔道，其外面为亲脂性，内面为亲水性，可使水、钠迅速进入细胞内，导致靶细胞崩解。②颗粒酶（granzyme）：颗粒酶属丝氨酸蛋白酶，随CTL脱颗粒而出胞，循穿孔素在靶细胞膜所形成的孔道进入靶细胞，通过激活凋亡相关酶的级联反应，使与DNA酶（caspase activated deoxyribonuclease，CAD）相结合的抑制物水解，DNA酶活化而入核，继而水解DNA，导致靶细胞凋亡。凋亡细胞内膜的磷脂酰丝氨酸可翻转至膜外，进而被吞噬细胞识别、吞噬和降解，但并不诱导其表达共刺激分子。因此，正常情况下凋亡细胞不会刺激免疫应答。
（2）膜分子与细胞因子：效应CTL表面表达FasL，并分泌TNF-α、TNF-β，可分别与靶细胞表面的Fas和TNF受体结合，激活胞内Caspase系统，介导靶细胞凋亡。此外，CTL分泌IFN-γ，可抑制病毒复制、激活巨噬细胞、诱导感染细胞表达MHC分子，从而提高靶细胞对CTL攻击的敏感性。
CTL杀死靶细胞后即与之脱离，并再次与表达相同特异性抗原的靶细胞结合，对其发动攻击，从而高效、连续、特异性地杀伤靶细胞。此外，CTL诱导靶细胞凋亡的同时，可保护正常组织细胞不受伤害；在靶细胞凋亡过程中激活的内源性核酸酶亦可降解病毒DNA，阻止凋亡细胞释放的病毒再度感染邻近正常组织细胞。
（三）效应性T细胞的转归
在应答晚期病原体被清除后，效应性T细胞发生凋亡，仅保留少数长寿命的记忆淋巴细胞进行再循环。当再次遇到相同病原，记忆淋巴细胞可迅速被激活而产生应答。
1.效应性T细胞的清除方式
（1）被动性凋亡：免疫应答晚期抗原被清除以后，由于生长信号和抗原刺激信号减弱，效应性T细胞内线粒体释放细胞色素C，激活Caspase9而诱导T细胞被动性凋亡。
（2）活化诱导的细胞死亡（activation induced cell death，AICD）：应答晚期外来抗原被清除后，因交叉反应而被活化的自身反应性T细胞克隆却可持续受自身抗原刺激，从而高表达FasL和Fas，通过激活Caspase8导致AICD，从而有效维持自身免疫耐受。
2.记忆性T细胞的产生 免疫记忆是适应性免疫应答的重要特征之一，其产生是由于适应性应答过程中形成的对特异性抗原有记忆能力、长寿命的记忆性细胞。CD4＋记忆性Th细胞在应答第5天，由效应性T细胞转化而成并达到高峰。CD8＋记忆性T细胞的产生则有赖于CD4＋Th细胞辅助（提供CD40L和IL-2）。记忆性T细胞可分为两类：①中枢性记忆性T细胞，主要辅助记忆性B细胞激活；②效应性记忆性T细胞，其接受抗原刺激后，可迅速成为效应T细胞，并分泌大量IL-4、IL-5和IFN-γ。
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