T細胞 （英語：T cell ；T lymphocyte ）是淋巴細胞 的一種，在免疫反應 中扮演着重要的角色，T是胸腺 （thymus）的英文 縮寫 。T細胞在骨髓 被製造出來之後，在胸腺內進行「新兵訓練」分化成熟為不同亞型的效應T細胞，成熟後就移居於周圍淋巴組織 中開始工作。
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醫學聲明 。
T細胞膜表面分子有兩大類：T細胞受體 （TCR）和分化群 分子（CD molecules），其與T細胞的功能相關，也是T細胞的表面標誌 （cell-surface marker），可以用以分離、鑑定不同亞群的T細胞[ 1]
所有的T細胞都來源於造血幹細胞 （HSC），造血幹細胞會分化為多能祖細胞 （MPP），多能祖細胞又會分化為共同淋巴祖細胞（CLP），之後CLP只有三種分化路徑，即T細胞、B細胞 和NK細胞 [ 2] 胸腺 ，並成為早期胸腺祖細胞(ETP)，現在這些細胞既不表達CD4 也不表達CD8 [ 3] 分裂 之後會進入DN1階段。
在DN2階段(CD44+CD25+)，細胞上調RAG1/2並重排TCR（T細胞受體） -β基因座 ，V-D-J序列 和恆定區序列，目的是產生一個有功能的TCR-β鏈。當細胞經過DN3階段(CD44-CD25+)時，細胞將會和TCRβ一起表達一個未經重排的α-鏈（pre-Tα），如果重排後的β-鏈可以和pre-Tα形成二聚體，細胞將產生信號停止β-鏈的重排[ 4] 細胞膜 上表達，不過它與pre-TCR和配體 的結合無關。如果pre-TCR形成了，細胞會下調CD25並進入DN4階段(CD25-CD44-)，這些細胞將繼續分裂並重排TCRα的基因座。
雙陽性(CD4+/CD8+)的T細胞會向胸腺皮層深處遷移，並會接觸到胸腺皮層上皮細胞 表面的「自體抗原」（self-antigens）。這些自體抗原結合在胸腺上皮細胞表面的MHC分子 上，只有與胸腺細胞的MHC分子表現出足夠強的結合力的T細胞，才能接收到必要的「存活信號」，而無法接收到足夠「存活信號」的T細胞將會凋亡 。在這個持續幾天的陽性選擇過程中，大部分的T細胞都會死去[ 5]
一個T細胞的命運就在陽性選擇的過程中被決定。在雙陽性(CD4+/CD8+)T細胞中，能夠與MHC Ⅱ類分子 結合得較好的將成為CD4+細胞 ，而和MHC Ⅰ類分子 有更高親和力的將成為CD8+細胞 。將成為CD4+細胞的細胞將會逐漸下調自己的CD8，最終成為單陽性的CD4+細胞[ 6]
在陽性選擇中存活下來的T細胞將會向胸腺皮質邊緣和髓質區遷移；在髓質區，它們又會接觸到胸腺髓質上皮細胞（mTECs）表面的自體抗原[ 7] MHC Ⅰ類分子 上呈遞來自全身各個組織的自體抗原。一些mTECs被胸腺樹狀細胞 吞噬，它們的自體抗原就會呈遞在樹狀細胞的MHC Ⅱ類分子 上（經過了陽性選擇的CD4+細胞只能識別MHC Ⅱ類分子）。在這裏，與自體抗原表現出過強的親和力的T細胞會接收到凋亡信號並凋亡（在這些細胞中也有一部分會成為調節T細胞 ），存活下來的細胞就作為成熟的初級T細胞 離開胸腺[ 8] 免疫耐受 的重要組成部分，其意義在於篩選掉可能對自體抗原產生反應的T細胞，從而避免自體免疫疾病 的發生。
經過陽性選擇和陰性選擇，最初到達胸腺的T細胞中有98%死亡，存活下來的2%成為了具有成熟免疫功能的T細胞。胸腺產生成熟T細胞的數量大致隨着個體衰老而減少，在中年人的體內，胸腺的大小平均每年縮小3%[ 9]
T細胞根據功能的差異被分為幾個亞型。雖然在胸腺中就分化 出了CD4+和CD8+兩者，但是在外周Ｔ細胞還會發生進一步的分化。
輔助性T細胞 （TH 細胞）對其他淋巴細胞 的活動起輔助作用，包括B細胞 向漿細胞 和記憶B細胞 的發育，以及細胞毒性T細胞 和巨噬細胞 的激活。它們也被稱為CD4+ T細胞，因為它們的細胞表面有CD4 蛋白的表達。輔助T細胞在遇到抗原呈遞細胞 （APC）表面MHC-II分子結合的外部抗原 時被激活，一旦被激活就會快速分裂並開始分泌調節免疫反應的細胞因子 。輔助T細胞在受到不同細胞因子刺激的情況下，也會進一步分化成不同亞型的輔助T細胞[ 10] HIV病毒 的目標細胞，在愛滋病 發病時會急劇減少。濾泡輔助性T細胞 是參與體液應答的CD4陽性輔助性T細胞的一個亞群[ 11] [ 12]
調節性T細胞 （Treg 細胞）舊稱抑制性T細胞，對於免疫耐受 至關重要。它們的主要工作就是及時有效的結束免疫反應，以及抑制那些從陰性篩選中逃逸的自體免疫T細胞，防止免疫反應對抑制性機體自身造成過度損害。
調節性T細胞既可以在胸腺 中發育分化完成，稱為胸腺調節T細胞；也可以在外周組織受免疫反應誘導分化，稱為外周調節T細胞[ 13] FOXP3 作為其細胞表面標誌物，FOXP3基因的突變 會影響調節T細胞的發育，並誘發致命的自體免疫病IPEX 。
其他幾類不表達FOXP3基因的T細胞具有免疫抑制作用，例如Tr1細胞和Th3細胞。Tr1與IL-10相關，Th3與TGF-beta 相關。最近，Th17細胞也被列入此類免疫抑制細胞之中[ 14]
細胞毒性T細胞 (CTLs, killer T cells)負責殺傷被病毒 感染的細胞和癌細胞 ，在對器官移植 的免疫排斥 中也有參與。其特點在於細胞表面的CD8 蛋白質。它通過識別所有有核細胞 表面的MHC-I分子上的短肽 抗原，來分辨正常細胞和應殺傷的異常細胞。細胞毒性T細胞還可分泌重要的細胞因子IL-2 和IFNγ ，來影響其他免疫細胞的功能，特別是巨噬細胞 和NK細胞 。
還未結合過外部抗原的初級T細胞，一旦結合了抗原呈遞細胞表面MHC分子所包裹的外部抗原，就會開始增殖分化為效應T細胞 和記憶T細胞 [ 15] 免疫系統 保存了對之前感染過病原體 的「記憶」。記憶T既可以是CD4+也可以是CD8+，一般會表達CD45RO [ 16]
自然殺傷T細胞 (NKT細胞)，請不要把它和固有免疫 中的自然殺傷細胞 （NK細胞）混淆。 與一般T細胞識別MHC分子上的肽鏈抗原不同，NKT識別的是CD1d 分子上結合的糖蛋白 抗原。被激活後，它們可以執行類似輔助T細胞和細胞毒性T細胞的功能，即釋放細胞因子和細胞毒素 。有證據表明，它們能夠識別並殺滅某些腫瘤細胞和被疱疹病毒 感染的細胞[ 17]
粘膜相關的不變T細胞 （MAIT）具有固有免疫效應細胞的特質[ 18] [ 19] 血液 、肝臟 、肺部 、黏膜 ，具有抵禦微生物 感染的能力[ 18] 細菌 產生的代謝物抗原[ 20] [ 21] [ 22] 炎症 細胞因子 並裂解被細菌感染的細胞[ 18] [ 22] [ 22] 固有免疫 的功能外，MAIT細胞也輔助獲得性免疫 反應，甚至表現出類似記憶細胞 的特徵[ 18] 自體免疫病 中發揮作用，如多發性硬化 、風濕 和炎症性腸病 [ 23] [ 24] [ 25] [ 26] [ 27] [ 28]
γδ T細胞 代表了T細胞中一小部分不表達αβ-TCR 而表達γδ-TCR的類型，在小鼠 和人體內僅佔全部T細胞的2%；在兔子、綿羊和雞體內，γδ T細胞佔全部T細胞的比例則可能高達60%。它們主要分佈在腸道 粘膜，作為一類上皮內淋巴細胞。關於其抗原識別的細節我們仍知之甚少，不過似乎γδ T細胞並不受限於MHC分子的呈遞。特別的是，γδ T細胞能夠對一類磷酸類抗原 做出快速的反應，而這類抗原物質在各種細胞（細菌、植物、癌細胞等）中都有發現。
T細胞的活化途徑：T細胞主要從兩方面為免疫反應做出貢獻：一些細胞負責指導和調節免疫反應進程，另一些細胞負責直接殺死感染或癌變的細胞。[ 29] CD4+ T細胞 的激活需要T細胞上的TCR 和共受體（CD28 或ICOS ），抗原呈遞細胞 上的MHCII和共激活分子 兩對分子的分別，同時結合。僅其中一對的結合，無法產生有效的T細胞激活。理想的CD8+ T細胞 激活則依賴於CD4+ T細胞的信號轉導[ 30] 感染 的後期維持CD8+ 記憶T細胞的活性。所以，CD4+ T的激活對於CD8+ T細胞的活動是有利的[ 31] [ 32] [ 33]
相比於MHC分子上的抗原，抗原呈遞細胞的共激活分子一般是由病原體的副產物、熱休克蛋白 或者壞死 的細胞碎片誘導表達的。共刺激機制被認為可以避免自體免疫 的發生，因為即使T細胞錯誤地結合了自體抗原，也可能因為沒有受到合適的共刺激而無法正常活化。一旦T細胞被正確地活化，它的細胞表面蛋白表達就會發生巨大的改變，活化T細胞的標誌蛋白包括CD69 ，CD71 ，CD25 (也是調節T細胞 的標誌)和HLA-DR (人類T細胞的特異標誌)。CTLA-4在活化T細胞表面的上調，對共激活受體有競爭性抑制作用，可以避免活化T細胞的過度活化。活化T細胞的表面糖基化 情況也有改變[ 34]
T細胞受體 （TCR）是由幾種蛋白質 組合成的複合體。TCR的兩個主要組分是由兩個獨立基因 分別編碼的TCRα和TCRβ，其他的組分包括CD3家族的蛋白：CD3εγ和CD3εδ的異二聚體，以及最重要的CD3ζ同二聚體。CD3ζ同二聚體上共有6個ITAM基序，可被磷酸化 並啟動一系列級聯反應，導致TCR複合體的聚集。
雖然在絕大部分情況下T細胞活化都依賴於TCR對抗原的識別，其他的活化途徑也有被發現，例如細胞毒性T細胞 可以被其他CD8 T細胞識別並導致自身的極化[ 35] 活性氧類 物質的影響[ 36]
T細胞的主要特點就是能夠分辨正常細胞和異常細胞的能力[ 37] MHC -抗原多肽複合體（pMHC）。雖然T細胞與正常細胞的pMHC有一定結合力，但是T細胞並不會被激活；但即使異常細胞的pMHC與正常細胞只有細微的差別，也能夠刺激T細胞發生免疫反應。這樣對不同抗原完全不同的反應特徵稱為T細胞的抗原識別 ，關於這一機理實現的具體細節如今仍然沒有定論[ 38]
T細胞缺陷 可能意味着T細胞數量的減少或者T細胞功能的缺失。完全的T細胞缺陷可能來自於一些遺傳因素，例如嚴重複合型免疫缺乏症 (SCID)、歐門氏症候群 或軟骨毛髮發育不全 。[46]部分的T細胞缺陷可能是由於獲得性免疫缺陷綜合症 (AIDS)、遺傳性的迪喬治綜合症 (DGS)、染色體斷裂綜合症 (CBSs)，或者B細胞 和T細胞的複合缺陷，例如毛細血管擴張性運動失調 (AT) 和歐德里綜合症（Wiskott–Aldrich syndrome [ 39]
T細胞缺陷患者面臨的主要風險，主要是一些細胞內病原體，例如單純疱疹病毒 、分枝桿菌 和李斯特菌 。同時，真菌感染 在T細胞缺陷患者身上往往也很常見且嚴重[ 40]
T細胞癌變 誘發的腫瘤稱為T細胞淋巴瘤 ，在非霍奇金淋巴瘤 中約佔10%[ 41]
T細胞耗竭 是一種T細胞功能失常的狀態，其表現為進展性的功能喪失、基因表達譜 的變化、和抑制性細胞因子 的持續分泌。T細胞耗竭可能發生於慢性感染、敗血症 、癌症 的進程中[ 42] 抗原 刺激之中也無法恢復正常功能[ 43]
T細胞耗竭的直接原因包括持續的抗原刺激、以及CD4細胞 的缺失[ 44] 病毒 負載可以加重T細胞耗竭的程度。2-4周的持續抗原暴露就可導致T細胞耗竭[ 45] PD-1 在內的一系列抑制性受體[ 46] [ 47] IL-10 或TGF-β 也可以導致耗竭[ 48] [ 49] 調節T細胞 因為可以分泌IL-10和TGF-β，也與T細胞耗竭相關[ 50] [ 51] 細胞因子風暴 也會造成T細胞耗竭[ 52] [ 53] [ 54] [ 55] [ 56]
與感染時的情況類似，器官移植 帶來的持續異種抗原暴露也會造成T細胞耗竭[ 57] 腎 移植後，T細胞應答能力會隨時間減弱[ 58] [ 59] [ 60] [ 61] [ 62] [ 63]
在癌症進程中，T細胞耗竭顯然對癌組織的存活有利。已有研究證明癌細胞和一些癌症相關細胞可以主動地誘導T細胞耗竭的發生[ 64] [ 65] [ 66] 白血病 中，T細胞耗竭也與其復發相關[ 67] [ 68] 臨床使用 [ 69] [ 70]
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