T细胞免疫应答是一个复杂而有序的过程，主要包含抗原辨别、活化、增殖分化与效应阶段。
在抗原辨别阶段，外源性抗原被抗原提呈细胞（APC）摄取、加工处置后，以抗原肽 | MHC Ⅱ类分子复合物的形式表达于 APC 表面，供 CD4 T 细胞辨别；内源性抗原在细胞内被加工处置成抗原肽后，与 MHC Ⅰ类分子结合，表达于细胞表面，供 CD8 T 细胞辨别。T 细胞通过其表面的 T 细胞受体（TCR）特异性辨别抗原肽 | MHC 复合物，同时，T 细胞表面的辅助受体（如 CD4 或 CD8）分别与 MHC Ⅱ类或Ⅰ类分子结合，增强 TCR 与抗原肽 | MHC 复合物的亲和力。
T 细胞活化需要双信号刺激。第一信号是 TCR 辨别抗原肽 | MHC 复合物产生的，经 CD3 等分子传导至细胞内；第二信号即协同刺激信号，由 APC 表面的协同刺激分子（如 B7 等）与 T 细胞表面的相应配体（如 CD28 等）结合产生。除此之外，细胞因子也参与 T 细胞的活化过程，如白细胞介素 | 1（IL | 1）等。在双信号和细胞因子的一同用途下，T 细胞被激活。
活化的 T 细胞开始进行增殖和分化。CD4 T 细胞主要分化为 Th1、Th2、Th17 等不同亚群，它们分泌不一样的细胞因子，发挥不一样的免疫效应。比如，Th1 细胞主要分泌 IFN | γ等细胞因子，参与细胞免疫应答，介导迟发型超敏反应等；Th2 细胞分泌 IL | 4、IL | 5 等细胞因子，辅助 B 细胞产生抗体，介导体液免疫应答。CD8 T 细胞在活化后分化为细胞毒性 T 淋巴细胞（CTL）。
在效应阶段，Th 细胞通过分泌细胞因子发挥免疫调节用途，增强巨噬细胞、NK 细胞等的活性，促进 B 细胞的增殖和分化。CTL 则通过释放穿孔素、颗粒酶等物质直接杀伤靶细胞，或者通过 Fas/FasL 渠道诱导靶细胞凋亡，从而清除被病原体感染的细胞、肿瘤细胞等。同时，部分
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