T细胞的分类和功能
T细胞具有高度的异质性,根据不同的方法,可将T细胞分为不同的亚群。
(一)根据TCR类型分类
1.αβT细胞 其TCR由α链和β链构成。也就是通常所称的T细胞,占脾脏,淋巴结和循环T细胞的95%以上。
2.γδT细胞 其TCR由γ和δ链构成,且缺乏多样性,识别抗原也无MHC限制性。主要识别非经典MHC分子(MHCⅠb和CD1)提呈的非多肽抗原(如糖脂类抗原);或者以非MHC限制性方式直接识别完整的未被APC加工处理的多肽抗原。γδT细胞主要位于皮肤和黏膜免疫系统(呼吸道、肠道和生殖道黏膜)。大多数为DN细胞,既不表达CD4,也不表达CD8;少数可表达CD8。γδT细胞具有抗感染和抗肿瘤作用,可杀伤病毒或细菌感染的靶细胞以及部分肿瘤细胞。γδT细胞活化后也可通过分泌多种细胞因子(如IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、GM-CSF、TNF-α和IFN-γ等)发挥免疫调节作用和介导炎症反应。
(二)根据表达的CD分子分类
根据细胞表面表达CD4还是CD8,T细胞可以分为CD4+T细胞和CD8+T细胞。
表4-1 αβT细胞和γδT细胞的特征及功能比较

1.CD4+T细胞 占T细胞的60%~65%。CD4+T细胞主要识别由MHCⅡ类分子提呈的13~17个氨基酸残基组成的外源性抗原肽,活化后分化为辅助性T细胞,但也有少数CD4+T细胞具有细胞毒作用和免疫抑制作用。
2.CD8+T细胞 占T细胞的30%~35%。CD8+T细胞主要识别由MHCⅠ类分子提呈的8~10个氨基酸残基组成的内源性抗原肽,活化后分化为细胞毒性T细胞,具有直接的细胞毒效应,可以特异性杀伤靶细胞。
(三)根据所处的活化阶段分类
发育成熟的T细胞在外周淋巴组织受到抗原刺激后活化。根据所处活化阶段的不同可以将T细胞分为初始T细胞,效应T细胞和记忆T细胞。
1.初始T 细胞(naïve T cell,Tn) 是指从未接受过抗原刺激的成熟T 细胞。表达CD45RA和L-选择素(CD62L),参与淋巴细胞再循环,主要功能是识别抗原。初始T细胞接收到APC的双信号刺激后活化,最终分化为效应T细胞和记忆T细胞。
2.效应T细胞(effector T cell,Teff) 高表达高亲和力IL-2受体,存活期短,是发挥免疫效应的主要细胞。Teff主要是向病灶发生部位迁移,不再循环至淋巴结。
3.记忆T细胞(memory T cell,Tm) 可由Teff分化而来,也可由初始T细胞接受抗原刺激后直接分化而来。Tm 表达CD45RO和黏附分子如CD44,参与淋巴细胞再循环。其功能主要是再次接受相同抗原刺激后可迅速活化并分化为Teff,介导再次免疫应答。Tm存活期长,可以在没有抗原刺激的情况下自发增殖以维持一定的细胞数量。
(四)根据细胞功能分类(https://www.daowen.com)
根据功能可以将T细胞分为辅助性T细胞,细胞毒性T细胞和调节性T细胞。它们均来源于初始CD4+或CD8+T细胞。
1.辅助性T 细胞(helper T cell,Th) 均为CD4+T 细胞。未受抗原刺激的初始CD4+T细胞为Th0。受到抗原刺激后,在细胞因子微环境和抗原物质的共同作用下分化为具有不同功能的亚群,包括Th1、Th2、Th9、Th17、Th22和滤泡辅助T细胞(follicular helper T cell,Tfh)(图4-5),详见T细胞亚群和B细胞亚群章节。

图4-5 辅助T细胞的分化
(1)Th1 胞内病原体和肿瘤抗原刺激可诱导Th0向Th1分化,IL-12和IFN-γ是诱导Th1细胞分化的关键性细胞因子。Th1细胞以分泌IL-2、IFN-γ和TNF-α等细胞因子为特征。它们可以增强细胞介导的抗感染免疫应答,特别是胞内病原体的感染。例如IL-2和IFN-γ协同刺激CTL的增殖和分化;IFN-γ可以活化巨噬细胞,增强其吞噬和杀伤病原体的能力;IL-2、IFN-γ和IL-12可增强NK 细胞的杀伤能力。因为Th1是迟发型超敏反应(delayed type hypersensitivity,DTH)的效应细胞,所以也被称为迟发型超敏反应T细胞(TDTH)。在病理情况下,Th1参与许多自身免疫病的发生和发展,如类风湿关节炎和多发性硬化症。另外,IL-12和IFN-γ还可抑制Th2的增殖。
(2)Th2 普通细菌和可溶性抗原可诱导Th0向Th2分化,IL-4是诱导Th2细胞分化的关键性细胞因子。Th2细胞以分泌IL-4、IL-5、IL-6、IL-10和IL-13等细胞因子为特征。它们可以促进B细胞的增殖、分化以及抗体的生成,发挥体液免疫的作用。IL-4可以诱导Ig类别转换为IgE;IL-5可以活化嗜酸性粒细胞,发挥细胞毒效应,所以Th2在超敏反应和抗蠕虫等寄生虫感染中发挥重要作用。另外,IL-4可以抑制Th1的增殖。
(3)Th9 IL-4、TGF-β和IL-2联合使用可以直接诱导初始性CD4+T细胞分化为Th9;TGF-β和IL-4可诱导Th2向Th9分化。其通过分泌特征性细胞因子IL-9在过敏性疾病、抗寄生虫感染和自身免疫病中发挥重要作用。
(4)Th17 TGF-β、IL-6、IL-1β和IL-21可诱导Th0向Th17分化。Th17细胞以分泌IL-17(包括IL-17A到IL-17F)为特性而得名,其还分泌IL-21、IL-22、IL-26和TNF-α等细胞因子,介导炎症发生、参与固有免疫。在免疫病理损伤,特别是自身免疫病的发生和发展中起重要作用。
(5)Th22 TNF-α和IL-6可诱导Th0向Th22分化。其不分泌IL-17、IL-4和IFN-γ,通过产生IL-22、IL-13和TNF-α参与上皮细胞的生理功能和炎性病理过程,特别是在炎性皮肤病(如牛皮癣和特应性皮炎)的免疫病理中发挥重要作用。
(6)Tfh IL-21和IL-6可诱导Th0向Tfh分化。其存在于外周免疫器官的淋巴滤泡。通过表达CD40L,分泌IL-21等细胞因子,并在B细胞分化为浆细胞、产生抗体和Ig类别转换中发挥重要作用。
值得注意的是,不同亚群的Th分类只是反映这些细胞处于不同的分化状态。这种分化状态并不是固定不变的,在一定条件下可以相互转换。
2.细胞毒性T细胞(cytotoxic T lymphocyte,CTL) 即活化的CD8+T细胞。γδT细胞和NK T细胞也具有细胞毒作用,但不属于CTL。CTL的主要功能是抗原特异性杀伤靶细胞(细胞内寄生病原体感染的细胞或肿瘤细胞)。主要的杀伤机制有两种:一是分泌穿孔素(perforin)和颗粒溶素(granulysin)等物质直接裂解靶细胞;二是通过表达Fas配体(FasL)或分泌TNF-α,分别与靶细胞上的Fas或TNF受体(TNFR)结合,或者释放颗粒酶(granzyme),从而诱导靶细胞凋亡。CTL完成特定的靶细胞杀伤后会与之脱离,寻找下一个目标实施连续杀伤,并且自身不受伤害。CTL在执行杀伤过程中具有二次应答的特点,要求靶细胞提供相同的抗原肽和等位特异性相同的MHCⅠ类分子。
3.调节性T细胞(regulatory T cell,Treg) 通常指CD4+CD25+Foxp3+的T 细胞。Foxp3(forkhead box p3)是一种转录因子,不仅是Treg的标志,也参与Treg的分化和功能。其缺陷会导致Treg减少或缺失,从而产生自身免疫性疾病。Treg主要参与机体免疫应答的负向调节。在免疫耐受、自身免疫病、感染性疾病、器官移植及肿瘤等多种疾病中发挥重要作用。其主要作用机制包括两种:一是通过直接接触,抑制靶细胞的活化;二是通过分泌TGF-β、IL-10等细胞因子,抑制免疫应答。根据来源可将Treg分为自然调节性T细胞和诱导性调节性T细胞。
(1)自然调节性T细胞(natural Treg,n Treg) 指直接从胸腺分化而来的Treg,约占外周血CD4+T细胞的5%~10%。n Treg高表达CD25和Foxp3。其主要功能是通过细胞接触和分泌细胞因子抑制自身反应性T细胞介导的病理性应答。
(2)诱导性调节性T 细胞(inducible Treg,iTreg) 又称为适应性调节性T 细胞(adaptive Treg),由初始CD4+T细胞在外周经抗原和相关细胞因子共同作用下诱导产生。IL-2在TGF-β体外诱导Foxp3+iTreg分化中起到了不可替代的作用。Tr1是iTreg的一个主要亚群,主要分泌IL-10和TGF-β,抑制炎症性自身免疫反应,抑制由Th1介导的淋巴细胞增殖及移植排斥反应。另外,Tr1可通过分泌IL-10在防治超敏反应性疾病(如哮喘)中起作用。
除了CD4+CD25+Foxp3+Treg,在CD8+T细胞中也存在CD8+调节性T细胞(CD8+Treg),对自身反应性CD4+T 细胞具有抑制活性,并可抑制移植排斥反应。另外,Th1、Th2、IL-17+Treg、ICOS+Treg、NK、NKT和γδT等细胞亚群也具有免疫调节功能。