T細(xì)胞受到抗原刺激后，分化、增殖、轉(zhuǎn)化為致敏T細(xì)胞，當(dāng)相同抗原再次進(jìn)入機(jī)體，致敏T細(xì)胞對(duì)抗原的直接殺傷作用及致敏T細(xì)胞所釋放的淋巴因子的協(xié)同殺傷作用，統(tǒng)稱為細(xì)胞免疫。同體液免疫一樣，細(xì)胞免疫的產(chǎn)生也分為感應(yīng)、反應(yīng)和效應(yīng)三個(gè)階段。其作用機(jī)制包括兩個(gè)方面：
⑴致敏T細(xì)胞的直接殺傷作用。當(dāng)致敏T細(xì)胞與帶有相應(yīng)抗原的靶細(xì)胞再次接觸時(shí)，兩者發(fā)生特異性結(jié)合，產(chǎn)生刺激作用，使靶細(xì)胞膜通透性發(fā)生改變，引起靶細(xì)胞內(nèi)滲透壓改變，靶細(xì)胞腫脹、溶解以致死亡。致敏T細(xì)胞在殺傷靶細(xì)胞過程中，本身未受傷害，可重新攻擊其他靶細(xì)胞。參與這種作用的致敏T細(xì)胞，稱為殺傷T細(xì)胞。
⑵通過淋巴因子相互配合、協(xié)同殺傷靶細(xì)胞。如皮膚反應(yīng)因子可使血管通透性增高，使吞噬細(xì)胞易于從血管內(nèi)游出；巨噬細(xì)胞趨化因子可招引相應(yīng)的免疫細(xì)胞向抗原所在部位集中，以利于對(duì)抗原進(jìn)行吞噬、殺傷、清除等。由于各種淋巴因子的協(xié)同作用，擴(kuò)大了免疫效果，達(dá)到清除抗原異物的目的。
在抗感染免疫中，細(xì)胞免疫主要參與對(duì)胞內(nèi)寄生的病原微生物的免疫應(yīng)答及對(duì)腫瘤細(xì)胞的免疫應(yīng)答，參與遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)和自身免疫病的形成，參與移植排斥反應(yīng)及對(duì)體液免疫的調(diào)節(jié)。也可以說，在抗感染免疫中，細(xì)胞免疫既是抗感染免疫的主要力量，參與免疫防護(hù)；又是導(dǎo)致免疫病理的重要因素。T細(xì)胞是細(xì)胞免疫的主要細(xì)胞。其免疫源一般為：寄生原生動(dòng)物、真菌、外來的細(xì)胞團(tuán)塊（eg：移植器官或被病毒感染的自身細(xì)胞）。細(xì)胞免疫也有記憶功能。
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