เซลล์ ที เฮลเปอร์ ( T -helper cells ) หรือที่รู้จักกันในชื่อเซลล์CD4 +หรือเซลล์ CD4-positive เป็น เซลล์ Tชนิดหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในระบบภูมิคุ้มกันแบบปรับตัว เซลล์เหล่า นี้ช่วยกระตุ้นการทำงานของเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ ด้วยการปลดปล่อยไซโตไคน์ เซลล์ เหล่านี้ถือว่ามีความจำเป็นในการสลับคลาสของแอนติบอดีของเซลล์ B การทำลายการทนต่อเซลล์แบบไขว้ในเซลล์เดนไดรต์ ในการกระตุ้นและการเติบโตของเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์และในการเพิ่มกิจกรรมการฆ่าเชื้อ แบคทีเรียใน เซลล์ฟาโกไซต์เช่นแมคโครฟาจและนิวโทรฟิ ล เซลล์ CD4 +เป็นเซลล์ T ที่โตเต็มที่ซึ่งแสดงโปรตีน CD4 บนพื้นผิว ความแตกต่างทางพันธุกรรมในองค์ประกอบควบคุมที่แสดงออกโดยเซลล์ CD4 + กำหนดความอ่อนไหวต่อ โรคภูมิต้านทานตนเองในกลุ่มกว้างๆ[1]
เซลล์ T จะบรรจุและปล่อยไซโตไคน์เพื่อช่วยเหลือเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ ไซโตไคน์เป็นตัวกลางโปรตีนขนาดเล็กที่เปลี่ยนแปลงพฤติกรรมของเซลล์เป้าหมายที่แสดงตัวรับสำหรับไซโตไคน์เหล่านั้น เซลล์เหล่านี้ช่วยทำให้การตอบสนองทางภูมิคุ้มกันมีขั้วขึ้นอยู่กับลักษณะของการถูกทำลายทางภูมิคุ้มกัน (ตัวอย่างเช่น ไวรัสแบคทีเรีย นอก เซลล์ แบคทีเรียภายในเซลล์เฮลมินธ์เชื้อรา โปรติสต์) [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
เซลล์ Tที่โตเต็มที่จะแสดงโปรตีนCD4 บนพื้นผิว และเรียกว่าเซลล์ T CD4 + โดยทั่วไปเซลล์ T CD4 +จะถูกมองว่ามีบทบาทที่กำหนดไว้ล่วงหน้าในฐานะเซลล์ T ตัวช่วยเหลือภายในระบบภูมิคุ้มกันตัวอย่างเช่น เมื่อเซลล์ที่นำเสนอแอนติเจนแสดง แอนติเจน เปปไทด์บนโปรตีนMHC คลาส II เซลล์ CD4 +จะช่วยเหลือเซลล์เหล่านั้นโดยการผสมผสานการโต้ตอบระหว่างเซลล์ (เช่นCD40 (โปรตีน)และCD40L ) และผ่านไซโตไคน์
เซลล์ T ไม่ใช่หน่วยภูมิคุ้มกันแบบโมโนลิธิก เนื่องจากเซลล์ T มีความหลากหลายในแง่ของหน้าที่และการโต้ตอบกับเซลล์พันธมิตร โดยทั่วไป เซลล์ T ที่โตเต็มวัยจะถูกกระตุ้นโดยเซลล์นำเสนอแอนติเจนแบบมืออาชีพเพื่อรับโมดูลเอฟเฟกเตอร์ เซลล์ T เหล่านี้ถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของปัจจัยการถอดรหัสที่กำหนดสายพันธุ์ (หรือระบุสายพันธุ์) (เรียกอีกอย่างว่าตัวควบคุมหลักแม้ว่าคำนี้จะถูกวิพากษ์วิจารณ์ว่าลดทอนเกินไป) [2]การสูญเสียหน้าที่ในปัจจัยการถอดรหัสที่กำหนดสายพันธุ์ส่งผลให้ไม่มีเซลล์ T ตัวช่วยที่เกี่ยวข้อง ซึ่งอาจส่งผลร้ายแรงต่อสุขภาพของโฮสต์
หลังจากการพัฒนาในต่อมไทมัสเซลล์เหล่านี้ (เรียกว่าเซลล์ที่อพยพมาจากต่อมไทมัสใหม่ (RTE)) จะออกจากต่อมไทมัสและเป็นที่ตั้งของอวัยวะน้ำเหลืองรอง (SLO; ม้ามและต่อมน้ำ เหลือง ) ที่น่าสังเกตคือ มีเพียงเซลล์ T ส่วนน้อยเท่านั้นที่ออกจากต่อมไทมัส (โดยทั่วไปประมาณ 1-5% แต่ผู้เชี่ยวชาญบางคนรู้สึกว่าจำนวนนี้ถือว่ามาก) [3]การทำให้ RTE โตเต็มที่ใน SLO ส่งผลให้เกิดเซลล์ T ที่โต เต็มที่ (เซลล์ที่โตเต็มที่หมายถึงเซลล์ที่โตเต็มที่ไม่เคยสัมผัสกับแอนติเจนที่ได้รับการตั้งโปรแกรมให้ตอบสนอง) แต่ปัจจุบันเซลล์ T ที่โตเต็มที่ขาดหรือมี การแสดงออก ที่ลดลง (ลดลง) ของเครื่องหมายพื้นผิวที่เกี่ยวข้องกับ RTE เช่นCD31 , PTK7 , ตัวรับคอมพลีเมนต์ 1 และ 2 ( CR1 , CR2 ) และการผลิตอินเตอร์ลิวคิน 8 (IL-8 ) [4] [5]เช่นเดียวกับเซลล์ T ทั้งหมด พวกมันแสดงออกถึง คอมเพล็กซ์ ตัวรับเซลล์ T - CD3ตัวรับเซลล์ T (TCR) ประกอบด้วยทั้งบริเวณคงที่และแปรผัน บริเวณแปรผันกำหนดว่าเซลล์ T สามารถตอบสนองแอนติเจนใดได้ เซลล์ T CD4 +มี TCR ที่มีความสัมพันธ์กับMHC คลาส IIและ CD4 มีส่วนเกี่ยวข้องในการกำหนดความสัมพันธ์กับ MHC ระหว่างการเจริญเติบโตในต่อมไทมัสโปรตีน MHC คลาส II โดยทั่วไปจะพบได้บนพื้นผิวของเซลล์นำเสนอแอนติเจน ระดับมืออาชีพ (APC) เท่านั้น เซลล์นำเสนอแอนติเจนระดับมืออาชีพส่วนใหญ่เป็นเซลล์เดน ไดรต์ แมคโคร ฟาจและเซลล์Bแม้ว่าเซลล์เดนไดรต์จะเป็นกลุ่มเซลล์เดียวที่แสดง MHC คลาส II อย่างต่อเนื่อง (ตลอดเวลา) นอกจากนี้ APC บางตัวยังจับกับแอนติเจนดั้งเดิม (หรือที่ยังไม่ได้ประมวลผล) บนพื้นผิว เช่นเซลล์เดนไดรต์แบบรูขุม ขน (ซึ่งไม่ใช่เซลล์ประเภทเดียวกับเซลล์เดนไดรต์ของระบบภูมิคุ้มกัน แต่มีต้นกำเนิดที่ไม่ใช่ระบบสร้างเม็ดเลือด และโดยทั่วไปไม่มี MHC Class II ซึ่งหมายความว่าเซลล์เหล่านี้ไม่ใช่เซลล์นำเสนอแอนติเจนอย่างมืออาชีพ อย่างไรก็ตาม เซลล์เดนไดรต์แบบรูขุมขนอาจได้รับโปรตีน MHC Class II ผ่านทางเอ็กโซโซมที่เกาะติดกับโปรตีนเหล่านี้[6] ) เซลล์ T ต้องการให้แอนติเจนถูกประมวลผลเป็นชิ้นเล็กๆ ที่สร้างเอพิโทปเชิงเส้นบน MHC Class II (ในกรณีของเซลล์ T ช่วยเหลือเนื่องจากเซลล์เหล่านี้แสดงออกถึง CD4) หรือ MHC class I (ในกรณีของเซลล์ T ที่มีพิษต่อเซลล์ซึ่งแสดงออกถึงCD8)) ช่องจับ MHC Class II มีความยืดหยุ่นตามความยาวของเปปไทด์ที่ช่องจับยึดนั้น โดยทั่วไปแล้วจะมีกรดอะมิโนหลัก 9 ตัวที่มีกรดอะมิโนข้างเคียงหลายตัวซึ่งสร้างความยาวได้ประมาณ 12–16 กรดอะมิโน[7]แต่ทราบกันดีว่าสามารถเก็บกรดอะมิโนได้มากถึง 25 ตัว[8]เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว โปรตีน MHC Class I มักจะมีความยาวเปปไทด์ 9–10 ตัว[9]การกระตุ้นเซลล์ T ที่ไร้เดียงสาจะอธิบายโดยทั่วไปโดยใช้แบบจำลอง 3 สัญญาณ ซึ่งจะอธิบายเพิ่มเติมด้านล่าง[10]
ในระหว่างการตอบสนองภูมิคุ้มกันเซลล์นำเสนอแอนติเจนระดับมืออาชีพ (APC) จะเอนโดไซโทสแอนติเจน (โดยทั่วไปคือแบคทีเรียหรือไวรัส) ซึ่งผ่านการประมวลผลจากนั้นจะเดินทางจากบริเวณที่ติดเชื้อไปยังต่อมน้ำเหลืองโดยทั่วไป APC ที่รับผิดชอบคือเซลล์เดนไดรต์ หากแอนติเจนแสดงรูปแบบโมเลกุลที่เหมาะสม (บางครั้งเรียกว่าสัญญาณ 0) แอนติเจนสามารถกระตุ้นให้เซลล์เดนไดรต์เติบโต ซึ่งส่งผลให้มีการแสดงออกของโมเลกุลร่วมกระตุ้นที่จำเป็นในการกระตุ้นเซลล์ T เพิ่มขึ้น (ดูสัญญาณ 2) [11]และ MHC คลาส II [12]เมื่อถึงต่อมน้ำเหลืองแล้ว APC จะเริ่มนำเสนอเปปไทด์แอนติเจนที่จับกับ MHC คลาส II ทำให้เซลล์ T CD4 +ที่แสดง TCR เฉพาะกับคอมเพล็กซ์เปปไทด์/MHC สามารถกระตุ้นได้[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
เมื่อเซลล์ T พบกับและจดจำแอนติเจนบน APC คอมเพล็กซ์ TCR - CD3จะจับกับคอมเพล็กซ์เปปไทด์-MHC ที่มีอยู่บนพื้นผิวของ APC ระดับมืออาชีพอย่างแน่นหนาCD4ซึ่งเป็นตัวรับร่วมของคอมเพล็กซ์ TCR ยังจับกับส่วนอื่นของโมเลกุล MHC อีกด้วย คาดว่าจำเป็นต้องมีปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ประมาณ 50 ครั้งจึงจะกระตุ้นเซลล์ T ตัวช่วยเหลือได้ และมีการสังเกตเห็นกลุ่มที่เรียกว่าไมโครคลัสเตอร์ที่เกิดขึ้นระหว่างคอมเพล็กซ์ TCR-CD3-CD4 ของเซลล์ T และโปรตีน MHC คลาส II ของเซลล์เดนไดรต์ที่บริเวณที่สัมผัส เมื่อทั้งหมดนี้มารวมกันแล้ว CD4 จะสามารถเรียกหาไคเนสที่เรียกว่าLckซึ่งจะฟอสโฟรีเลตโมทีฟการกระตุ้นที่ใช้ไทโรซีนของอิมมูโนรีเซพเตอร์ (ITAM) ที่ปรากฏบนโซ่แกมมา เดลต้า เอปซิลอน และซีตาของ CD3 ได้ โปรตีนZAP-70สามารถจับ ITAM ที่ถูกฟอสโฟรีเลตเหล่านี้ผ่านโดเมน SH2 ของมัน จากนั้นจึงถูกฟอสโฟรีเลตด้วยตัวเอง ซึ่งโปรตีนนี้จะควบคุมการส่งสัญญาณปลายทางที่จำเป็นสำหรับการกระตุ้นเซลล์ T การกระตุ้น Lck ถูกควบคุมโดยการกระทำตรงข้ามของCD45 และ Csk [ 13] CD45 กระตุ้น Lck โดยการดีฟอสโฟรีเลตไทโรซีนที่ปลาย C ในขณะที่ Csk ฟอสโฟรีเลต Lck ที่ตำแหน่งนั้น การสูญเสีย CD45 ก่อให้เกิด SCID เนื่องจากความล้มเหลวในการกระตุ้น Lck จะขัดขวางการส่งสัญญาณของเซลล์ T ที่เหมาะสม เซลล์ T ของหน่วยความจำยังใช้ประโยชน์จากเส้นทางนี้และมีการแสดงออกของ Lck ในระดับที่สูงขึ้น และการทำงานของ Csk จะถูกยับยั้งในเซลล์เหล่านี้[14]
การจับกันของแอนติเจน-MHC กับคอมเพล็กซ์ TCR และ CD4 อาจช่วยให้ APC และเซลล์ T ยึดเกาะได้ในระหว่างการกระตุ้นเซลล์ T แต่โปรตีนอินทีกรินLFA-1บนเซลล์ T และICAMบน APC เป็นโมเลกุลหลักของการยึดเกาะในปฏิกิริยาระหว่างเซลล์นี้[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
ไม่ทราบว่าบริเวณนอกเซลล์ที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ของ CD45 มีบทบาทอย่างไรระหว่างการโต้ตอบระหว่างเซลล์ แต่ CD45 มีไอโซฟอร์มต่างๆ ที่เปลี่ยนแปลงขนาดขึ้นอยู่กับสถานะการเปิดใช้งานและการเจริญเติบโตของเซลล์ T ตัวอย่างเช่น CD45 จะสั้นลงหลังจากการเปิดใช้งาน T ( CD45RA +ถึง CD45RO + ) แต่ไม่ทราบว่าการเปลี่ยนแปลงความยาวนี้ส่งผลต่อการเปิดใช้งานหรือไม่ มีการเสนอว่า CD45RA ที่ใหญ่กว่าอาจทำให้การเข้าถึงโมเลกุลแอนติเจน-MHC ของตัวรับเซลล์ T ลดลง จึงจำเป็นต้องเพิ่มความสัมพันธ์ (และความจำเพาะ) ของเซลล์ T เพื่อการเปิดใช้งาน อย่างไรก็ตาม เมื่อการเปิดใช้งานเกิดขึ้นแล้ว CD45 จะสั้นลง ทำให้โต้ตอบและเปิดใช้งานได้ง่ายขึ้นในฐานะเซลล์ T เฮลเปอร์เอฟเฟกเตอร์[ ต้องการอ้างอิง ]
เมื่อได้รับสัญญาณ TCR/CD3 แรกแล้ว เซลล์ T ที่ไร้เดียงสาจะต้องเปิดใช้งานเส้นทางชีวเคมีอิสระที่สอง ซึ่งเรียกว่า สัญญาณ 2 ขั้นตอนการตรวจสอบนี้เป็นมาตรการป้องกันเพื่อให้แน่ใจว่าเซลล์ T ตอบสนองต่อแอนติเจนแปลกปลอม หากไม่มีสัญญาณที่สองนี้ในระหว่างการสัมผัสแอนติเจนครั้งแรก เซลล์ T จะสันนิษฐานว่าเซลล์มีปฏิกิริยาตอบสนองโดยอัตโนมัติ ส่งผลให้เซลล์กลายเป็นเซลล์ไร้การตอบสนอง (ภาวะไร้การตอบสนองเกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่ไม่ได้รับการป้องกันของ สัญญาณ 1) เซลล์ไร้การตอบสนองจะไม่ตอบสนองต่อแอนติเจนใดๆ ในอนาคต แม้ว่าจะมีสัญญาณทั้งสองสัญญาณในภายหลัง โดยทั่วไปเชื่อกันว่าเซลล์เหล่านี้จะหมุนเวียนไปทั่วร่างกายโดยไม่มีค่าใดๆ จนกว่าจะเข้าสู่ ภาวะอะพอ พโทซิส [ 15]
สัญญาณที่สองเกี่ยวข้องกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างCD28บนเซลล์ CD4 + T และโปรตีนCD80 (B7.1) หรือCD86 (B7.2) บน APC ระดับมืออาชีพ ทั้ง CD80 และ CD86 กระตุ้นตัวรับ CD28 โปรตีนเหล่านี้เรียกอีกอย่างว่าโมเลกุลกระตุ้นร่วม [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
แม้ว่าขั้นตอนการตรวจยืนยันจะจำเป็นสำหรับการกระตุ้นเซลล์ T ตัวช่วยที่ไร้เดียงสา แต่ความสำคัญของขั้นตอนนี้แสดงให้เห็นได้ดีที่สุดระหว่างกลไกการกระตุ้นที่คล้ายกันของเซลล์ T ที่เป็นพิษ ต่อเซลล์ CD8 + เนื่องจากเซลล์ T CD8+ ที่ไร้เดียงสาไม่มีอคติที่แท้จริงต่อแหล่งภายนอก เซลล์ T เหล่านี้จึงต้องอาศัยการกระตุ้นของ CD28 เพื่อยืนยันว่าเซลล์เหล่านี้จดจำแอนติเจนภายนอกได้ (เนื่องจาก CD80/CD86 แสดงออกโดย APC ที่ทำงานอยู่เท่านั้น) CD28 มีบทบาทสำคัญในการลดความเสี่ยงของภูมิคุ้มกันตนเองของเซลล์ T ต่อแอนติเจนของโฮสต์[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
เมื่อเซลล์ T ที่ไร้เดียงสาสามารถเปิดใช้งานทั้งสองเส้นทางแล้ว การเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่เกิดจาก Signal 1 จะเปลี่ยนไป ทำให้เซลล์สามารถเปิดใช้งานได้แทนที่จะเกิดอาการเฉื่อยชา สัญญาณที่สองจะล้าสมัย ต้องใช้เฉพาะสัญญาณแรกเท่านั้นในการเปิดใช้งานในอนาคต สิ่งนี้ยังใช้ได้กับเซลล์ T ความจำ ซึ่งเป็นตัวอย่างหนึ่งของภูมิคุ้มกันที่เรียนรู้ได้การตอบสนองเร็วขึ้นจะเกิดขึ้นเมื่อติดเชื้อซ้ำ เนื่องจากเซลล์ T ความจำได้รับการยืนยันแล้ว และสามารถผลิตเซลล์เอฟเฟกเตอร์ได้เร็วกว่ามาก[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
เมื่อการกระตุ้นสัญญาณสองสัญญาณเสร็จสมบูรณ์ เซลล์ทีเฮลเปอร์ (T h ) จะยอมให้ตัวเองขยายพันธุ์โดยทำได้โดยการปลดปล่อยปัจจัยการเจริญเติบโตของเซลล์ทีที่มีศักยภาพที่เรียกว่าอินเตอร์ลิวคิน 2 (IL-2) ซึ่งจะออกฤทธิ์กับตัวเองใน ลักษณะ ออโตไครน์เซลล์ทีที่ถูกกระตุ้นยังผลิตซับยูนิตอัลฟาของตัวรับ IL-2 ( CD25หรือ IL-2R) ซึ่งทำให้ตัวรับทำงานได้เต็มที่และสามารถจับกับ IL-2 ได้ ซึ่งจะกระตุ้นเส้นทางการแพร่พันธุ์ของเซลล์ทีในที่สุด[ ต้องการอ้างอิง ]
การ หลั่ง IL-2 แบบออโตไครน์หรือพาราไครน์สามารถจับกับเซลล์ T เดียวกันหรือเซลล์ T ข้างเคียงผ่านIL -2R จึงทำให้เกิดการแบ่งตัวและการขยายตัวแบบโคลน เซลล์ T ที่ได้รับสัญญาณการกระตุ้นและการแบ่งตัวจะกลายเป็นเซลล์ T 0 (T helper 0) ที่หลั่ง IL-2, IL-4และอินเตอร์เฟอรอนแกมมา (IFN-γ) เซลล์ T 0จะแยกความแตกต่างเป็นเซลล์ T 1หรือ T 2ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของไซโตไคน์ IFN-γ กระตุ้น การผลิตเซลล์ T 1 ในขณะที่IL -10และ IL-4 ยับยั้งการผลิตเซลล์ T 1ในทางกลับกัน IL-4 กระตุ้นการผลิตเซลล์ T 2และ IFN-γ ยับยั้งเซลล์ T 2ไซโตไคน์เหล่านี้เป็นแบบ pleiotropicและทำหน้าที่อื่นๆ อีกมากมายในการตอบสนองภูมิคุ้มกัน[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
ในปี 1991 กลุ่มสามกลุ่มได้รายงานการค้นพบ CD154 ซึ่งเป็นพื้นฐานทางโมเลกุลของการทำงานของเซลล์ T เซธ เลเดอร์แมนแห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบียได้สร้างแอนติบอดีโมโนโคลนัลของหนู 5c8 ที่ยับยั้งการทำงานของเซลล์ T ที่ขึ้นอยู่กับการสัมผัสในเซลล์มนุษย์ ซึ่งแสดงลักษณะเฉพาะของโปรตีนพื้นผิวขนาด 32 kDa ที่แสดงออกชั่วคราวบนเซลล์ T CD4 + [16] ริชาร์ด อาร์มิเทจแห่งImmunexโคลน cDNA ที่เข้ารหัส CD154 โดยคัดกรองคลังการแสดงออกด้วย CD40-Ig [17] แรนดอล์ฟ โนเอลล์แห่งโรงเรียนแพทย์ดาร์ตมัธได้สร้างแอนติบอดีที่ผูกโปรตีนขนาด 39 kDa กับเซลล์ T ของหนูและยับยั้งการทำงานของเซลล์ T [18]
เซลล์ T ตัวช่วยสามารถมีอิทธิพลต่อเซลล์ภูมิคุ้มกันได้หลายชนิด และการตอบสนองของเซลล์ T ที่เกิดขึ้น (รวมถึง สัญญาณ ภายนอก เซลล์ เช่นไซโตไคน์ ) อาจมีความสำคัญต่อผลลัพธ์ที่ประสบความสำเร็จจากการติดเชื้อ เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพ เซลล์ T ตัวช่วยจะต้องกำหนดว่าไซโตไคน์ใดจะช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันมีประโยชน์หรือเป็นประโยชน์ต่อโฮสต์มากที่สุด การทำความเข้าใจว่าเซลล์ T ตัวช่วยตอบสนองต่อความท้าทายของภูมิคุ้มกันอย่างไรนั้นถือเป็นเรื่องที่น่าสนใจอย่างยิ่งในวิทยาภูมิคุ้มกันเนื่องจากความรู้ดังกล่าวอาจมีประโยชน์อย่างมากในการรักษาโรคและในการเพิ่มประสิทธิภาพของการฉีดวัคซีน [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
เซลล์ T ตัวช่วยที่แพร่กระจายซึ่งพัฒนาไปเป็นเซลล์ T เอฟเฟกเตอร์จะแบ่งตัวออกเป็นเซลล์สองประเภทย่อยหลักที่เรียกว่าเซลล์ T h1และเซลล์ T h2 (เรียกอีกอย่างว่าเซลล์ T ตัวช่วยประเภท 1 และประเภท 2 ตามลำดับ)
เซลล์ตัวช่วย T h1นำไปสู่การตอบสนองที่เกิดจากเซลล์ ที่เพิ่มขึ้น (โดยหลักแล้วโดยแมคโครฟาจและเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์ ) [19] โดยทั่วไปต่อแบคทีเรียภายในเซลล์และโปรโตซัว เซลล์เหล่านี้ถูกกระตุ้นโดยไซโตไคน์โพลาไรเซชัน IL-12 และไซโตไคน์ที่ทำหน้าที่กระตุ้นคือ IFN-γ และ IL-2 เซลล์ที่ทำหน้าที่กระตุ้นภูมิคุ้มกัน T h1 หลัก คือแมคโครฟาจ รวมถึงเซลล์ T CD8 เซลล์ B IgG และเซลล์ T IFN-γ CD4 ปัจจัยการถอดรหัส T h1 ที่สำคัญ คือ STAT4 และ T-bet IFN-γ ที่หลั่งออกมาจากเซลล์ T CD4 สามารถกระตุ้นให้แมคโครฟาจจับกินและย่อยแบคทีเรียภายในเซลล์และโปรโตซัว นอกจากนี้ IFN-γ ยังสามารถกระตุ้นiNOS (inducible nitric oxide synthase) เพื่อผลิตอนุมูลอิสระไนตริกออกไซด์เพื่อฆ่าแบคทีเรียภายในเซลล์และโปรโตซัวโดยตรง การ ทำงาน เกินของแอนติเจนอัตโนมัติจะทำให้เกิด ปฏิกิริยาไวเกิน ประเภทที่ IVหรือแบบล่าช้า ปฏิกิริยาต่อทูเบอร์คูลินและเบาหวานประเภทที่ 1 อยู่ในกลุ่มของโรคภูมิแพ้ตัวเองนี้[20]
เซลล์ตัวช่วย T2 นำไปสู่การตอบสนองภูมิคุ้มกันแบบฮิวมอรัล[19]โดยทั่วไปจะต่อต้านปรสิตนอกเซลล์ เช่นเฮลมินธ์เซลล์เหล่านี้ถูกกระตุ้นโดยไซโตไคน์โพลาไรเซชัน IL-4 และ IL-2 และไซโตไคน์เอฟเฟกเตอร์ของพวกมันคือ IL-4, IL-5, IL-9, IL-10, IL-13 และ IL-25 เซลล์เอฟเฟกเตอร์หลักคืออีโอซิโนฟิล เบโซฟิล และมาสต์เซลล์ รวมถึงเซลล์ B และเซลล์ T CD4 IL-4/IL-5 ปัจจัยการถอดรหัส T2 ที่สำคัญ คือSTAT6และGATA3 [21] IL-4 เป็นไซโตไคน์ตอบรับเชิงบวกสำหรับ การแบ่งตัว ของเซลล์T2นอกจากนี้ IL-4 ยังกระตุ้นเซลล์ B ให้ผลิตแอนติบอดี IgE ซึ่งจะไปกระตุ้นให้เซลล์มาสต์ปล่อยฮีสตามีน เซโรโทนินและลิวโคไตรอีน เพื่อทำให้หลอดลมตีบ ลำไส้บีบตัว และน้ำในกระเพาะเป็นกรดเพื่อขับไล่เฮลมินธ์ออกไป IL-5 จากเซลล์ T CD4 จะกระตุ้นให้อีโอซิโนฟิลโจมตีเฮลมินธ์ IL-10 ยับยั้งการแบ่งตัวของเซลล์ T h1และการทำงานของเซลล์เดนไดรต์ การกระตุ้นการทำงานของ T h2มากเกินไปต่อแอนติเจนจะทำให้เกิดภาวะไวเกินประเภท Iซึ่งเป็นปฏิกิริยาภูมิแพ้ที่เกิดจาก IgE โรคจมูกอักเสบจากภูมิแพ้ ผิวหนังอักเสบจากภูมิแพ้ และโรคหอบหืดจัดอยู่ในกลุ่มของการกระตุ้นการทำงานมากเกินไปนี้[20] นอกจากจะแสดงไซโตไคน์ที่แตกต่างกันแล้ว เซลล์ T h2ยังแตกต่างจากเซลล์ T h1ตรงไกลแคนบนพื้นผิวเซลล์ (โอลิโกแซ็กคาไรด์) ซึ่งทำให้เซลล์เหล่านี้ไวต่อตัวกระตุ้นบางชนิดที่ทำให้เกิดการตายของเซลล์น้อยลง[22] [23]
ประเภทที่ 1/ ท 1 | ประเภทที่ 2/ T h 2 [20] | |
---|---|---|
ประเภทเซลล์คู่ค้าหลัก | แมคโครฟาจเซลล์CD8 + T | เซลล์บี , อีโอซิโนฟิล , เซลล์มาสต์ |
ไซโตไคน์ที่ผลิต | อินเตอร์เฟอรอนแกมมา (IFNγ) และTNF-βมีรายงานการผลิตอินเตอร์ลิวคิน 2และอินเตอร์ลิวคิน 10 ใน เซลล์ T h 1 ที่ถูกกระตุ้น [25] | อินเตอร์ลิวคิน 4 , อินเตอร์ลิวคิน 5 , อินเตอร์ลิวคิน 6 , อินเตอร์ลิวคิน 9 , อินเตอร์ลิวคิน 10 , อินเตอร์ลิวคิน 13 |
ส่งเสริมการกระตุ้นภูมิคุ้มกัน | ระบบภูมิคุ้มกันเซลล์เพิ่มประสิทธิภาพการฆ่าเซลล์แมคโครฟาจและการเพิ่มจำนวนของ เซลล์ T CD8 + ที่เป็นพิษต่อเซลล์ และยังส่งเสริมการผลิต IgG ซึ่งเป็นแอนติบอดีออปโซไนซ์อีกด้วย | ระบบภูมิคุ้มกันแบบฮิวมอรัลกระตุ้นให้เซลล์บี แบ่งตัว เพื่อกระตุ้น การสลับคลาสของแอนติบอดีของเซลล์บีและเพิ่ม การผลิต แอนติบอดี ที่เป็นกลาง (IgG, IgM และ IgA รวมถึงแอนติบอดี IgE) |
ฟังก์ชั่นอื่นๆ | ไซโตไคน์ IFNγชนิดที่ 1 จะเพิ่มการผลิตอินเตอร์ลิวคิน 12โดยเซลล์เดนไดรต์และแมคโครฟาจ และผ่านการตอบรับเชิงบวก IL-12 จะกระตุ้นการผลิตIFNγในเซลล์ T ตัวช่วย จึงส่งเสริมโปรไฟล์ T h 1 นอกจากนี้ IFNγ ยังยับยั้งการผลิตไซโตไคน์ เช่นอินเตอร์ลิวคิน 4ซึ่งเป็นไซโตไคน์ที่สำคัญที่เกี่ยวข้องกับการตอบสนองชนิดที่ 2 และด้วยเหตุนี้ จึงทำหน้าที่รักษาการตอบสนองของตัวเองไว้ด้วย | การตอบสนองของประเภทที่ 2 ส่งเสริมโปรไฟล์ของตัวเองโดยใช้ไซโตไคน์สองชนิดที่แตกต่างกันอินเตอร์ลิวคิน 4ออกฤทธิ์ต่อเซลล์ T ช่วยเหลือเพื่อส่งเสริมการผลิตไซโตไคน์ T2 (รวมถึงตัวมันเองด้วย ทำหน้าที่ควบคุมตัวเอง) ในขณะที่อินเตอร์ลิวคิน 10 (IL-10) ยับยั้งไซโตไคน์หลายชนิด รวมถึงอินเตอร์ลิวคิน 2และIFNγในเซลล์ T ช่วยเหลือ และ IL-12 ในเซลล์เดนไดรต์และแมคโครฟาจ การทำงานร่วมกันของไซโตไคน์ทั้งสองชนิดนี้บ่งชี้ว่าเมื่อเซลล์ T ตัดสินใจผลิตไซโตไคน์เหล่านี้แล้ว การตัดสินใจนั้นจะยังคงอยู่ (และยังส่งเสริมให้เซลล์ T อื่นๆ ทำเช่นเดียวกัน) |
แม้ว่าเราจะทราบเกี่ยวกับรูปแบบไซโตไคน์ประเภทต่างๆ ที่เซลล์ทีตัวช่วยมักจะสร้างขึ้น แต่เราก็ยังเข้าใจน้อยกว่าว่ารูปแบบต่างๆ นั้นถูกกำหนดขึ้นอย่างไร หลักฐานต่างๆ บ่งชี้ว่าประเภทของ APC ที่นำเสนอแอนติเจนต่อเซลล์ทีมีอิทธิพลอย่างมากต่อโปรไฟล์ของเซลล์ หลักฐานอื่นๆ บ่งชี้ว่าความเข้มข้นของแอนติเจนที่นำเสนอต่อเซลล์ทีในระหว่างการกระตุ้นหลักมีอิทธิพลต่อการเลือกของเซลล์ การมีไซโตไคน์บางชนิด (เช่น ไซโตไคน์ที่กล่าวถึงข้างต้น) จะส่งผลต่อการตอบสนองที่จะเกิดขึ้นในที่สุดด้วย แต่ความเข้าใจของเรายังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ
เซลล์ช่วยเหลือT - 17 เป็นกลุ่มย่อยของเซลล์ช่วยเหลือ T-17 ที่มีพัฒนาการแตกต่างจากเซลล์ T - 17 และ T - 2 เซลล์ T - 17 ผลิตอินเตอร์ลิวคิน 17 (IL-17) ซึ่งเป็นสารก่อการอักเสบ เช่นเดียวกับอินเตอร์ลิวคิน 21และ22 [26]ซึ่งหมายความว่าเซลล์ T - 17 มีความสามารถเป็นพิเศษในการต่อสู้กับเชื้อก่อโรคที่อยู่นอกเซลล์[26]และเชื้อรา โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างภูมิคุ้มกันทางผิวหนังและเยื่อเมือกต่อเชื้อCandida spp. [27]
เซลล์ตัวช่วย THαβ ให้ภูมิคุ้มกันต่อไวรัสแก่โฮสต์ การแบ่งตัวของเซลล์จะถูกกระตุ้นโดย IFN α/β หรือIL-10ไซโตไคน์เอฟเฟกเตอร์หลักคือ IL-10 เซลล์เอฟเฟกเตอร์หลักคือเซลล์ NKเช่นเดียวกับเซลล์ T CD8 เซลล์ B IgG และเซลล์ T CD4 ของ IL-10 ปัจจัยการถอดรหัสที่สำคัญของ THαβ คือSTAT1และ STAT3 เช่นเดียวกับ IRF IL-10 จากเซลล์ T CD4 กระตุ้นADCC ของเซลล์ NK ให้กลายเป็นเซลล์ที่ติดเชื้อไวรัสอะพอพโทส และกระตุ้นให้เกิดการแบ่งตัวของ DNA ของโฮสต์และไวรัส IFN แอลฟา/เบตาสามารถยับยั้งการถอดรหัสเพื่อหลีกเลี่ยงการจำลองแบบและการส่งต่อของไวรัส การกระตุ้น THαβ มากเกินไปต่อแอนติเจนอัตโนมัติจะทำให้เกิดภาวะไวเกินต่อเซลล์ที่ขึ้นอยู่กับแอนติบอดีชนิดที่ 2 โรคกล้ามเนื้ออ่อนแรงหรือโรคเกรฟส์จัดอยู่ในกลุ่มนี้[28]
ปฏิสัมพันธ์ระหว่างไซโตไคน์จากแบบจำลอง T h1 /T h2อาจซับซ้อนกว่าในสัตว์บางชนิด ตัวอย่างเช่นIL-10 ซึ่งเป็น ไซโตไคน์ T h2จะยับยั้งการผลิตไซโตไคน์ของ T h2 ทั้งสอง กลุ่มในมนุษย์ IL-10 ของมนุษย์ (hIL-10) จะยับยั้งการแพร่กระจายและการผลิตไซโตไคน์ของเซลล์ T ทั้งหมดและการทำงานของแมคโครฟาจ แต่ยังคงกระตุ้นเซลล์พลาสมาเพื่อให้แน่ใจว่าการผลิตแอนติบอดียังคงเกิดขึ้น ดังนั้น hIL-10 จึงไม่เชื่อว่าจะส่งเสริมการตอบสนองของ T h2ในมนุษย์ได้อย่างแท้จริง แต่ทำหน้าที่ป้องกันการกระตุ้นเซลล์ T ตัวช่วยมากเกินไปในขณะที่ยังคงเพิ่มการผลิตแอนติบอดี ให้ สูงสุด[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
นอกจากนี้ยังมีเซลล์ T ประเภทอื่นๆ ที่สามารถส่งผลต่อการแสดงออกและการกระตุ้นเซลล์ T ตัวช่วย เช่นเซลล์ T ควบคุม ตามธรรมชาติ รวมถึงโปรไฟล์ไซโตไคน์ที่พบได้ น้อยกว่า เช่น กลุ่มย่อย T3ของเซลล์ T ตัวช่วย คำศัพท์เช่น "ควบคุม" และ "ยับยั้ง" กลายเป็นสิ่งที่คลุมเครือหลังจากการค้นพบว่าเซลล์ T CD4+ ตัวช่วยสามารถควบคุม (และยับยั้ง) การตอบสนองของตัวเองนอกเซลล์ T ควบคุมเฉพาะทางได้เช่นกัน[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
ความแตกต่างที่สำคัญอย่างหนึ่งระหว่างเซลล์ T ควบคุมและเซลล์ T เอฟเฟกเตอร์คือเซลล์ T ควบคุมมักจะทำหน้าที่ควบคุมและปิดการใช้งานการตอบสนองของภูมิคุ้มกัน ในขณะที่กลุ่มเซลล์ T เอฟเฟกเตอร์มักจะเริ่มต้นด้วยไซโตไคน์ที่ส่งเสริมภูมิคุ้มกันแล้วจึงเปลี่ยนไปเป็นไซโตไคน์ที่ยับยั้งในช่วงท้ายของวงจรชีวิต ไซโตไคน์ที่ยับยั้งเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ T3 ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นกลุ่มย่อยที่ควบคุมหลังจากการกระตุ้นและการผลิตไซโตไคน์ครั้งแรก[ ต้องการอ้างอิง ]
ทั้งเซลล์ T ควบคุมและเซลล์T - 3 สร้างไซโตไคน์ทรานส์ฟอร์มมิงโกรทแฟกเตอร์เบตา (TGF-β) และ IL-10 ไซโตไคน์ทั้งสองชนิดยับยั้งเซลล์ T ช่วยเหลือ TGF-β ยับยั้งการทำงานของระบบภูมิคุ้มกันส่วนใหญ่ มีหลักฐานที่บ่งชี้ว่า TGF-β อาจไม่สามารถยับยั้งเซลล์ Th2 ที่ถูกกระตุ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่ากับการยับยั้งเซลล์ปกติ แต่โดยทั่วไปแล้วจะไม่ถือว่าเป็นไซโตไคน์ Th2 [ ต้องการอ้างอิง ]
ลักษณะใหม่ของเซลล์ T-helper ชนิดย่อยอีกชนิดหนึ่ง คือเซลล์ T-helper 17 (T h 17) [29]ทำให้เกิดข้อสงสัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับแบบจำลอง T -helper 1/T - helper พื้นฐาน เซลล์ที่สร้าง IL-17 เหล่านี้ ได้รับการอธิบายในตอนแรกว่าเป็นกลุ่มที่ก่อโรคซึ่งเกี่ยวข้องกับภูมิคุ้มกันตนเอง แต่ปัจจุบันเชื่อกันว่ามีหน้าที่ควบคุมและเอฟเฟกเตอร์เฉพาะของตัวเอง หลักฐานบางอย่างชี้ให้เห็นว่าความยืดหยุ่นในการทำงานเป็นความสามารถโดยธรรมชาติของเซลล์ T-helper การศึกษาในหนูแสดงให้เห็นว่าเซลล์ T -helper 17 เปลี่ยนเป็นเซลล์ T - helper ในร่างกาย [ 30]การศึกษาในเวลาต่อมายังแสดงให้เห็นอีกด้วยว่าความยืดหยุ่นของเซลล์ T-helper อย่างกว้างขวางยังโดดเด่นในมนุษย์อีกด้วย[31]
ไซโตไคน์จำนวนมากในบทความนี้ยังแสดงออกโดยเซลล์ภูมิคุ้มกันอื่นๆ ด้วย (ดูรายละเอียดในไซโตไคน์แต่ละตัว) และเห็นได้ชัดว่าแม้ว่าแบบจำลอง T h1/T h2 ดั้งเดิมจะให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์และให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับหน้าที่ของเซลล์ T ตัวช่วย แต่การกำหนดบทบาทหรือการกระทำทั้งหมดของเซลล์นั้นง่ายเกินไป นักภูมิคุ้มกันวิทยาบางคนตั้งคำถามเกี่ยวกับแบบจำลองนี้โดยสิ้นเชิง เนื่องจาก การศึกษา ในร่างกาย บาง กรณีชี้ให้เห็นว่าเซลล์ T ตัวช่วยแต่ละตัวมักไม่ตรงกับโปรไฟล์ไซโตไคน์เฉพาะของแบบจำลอง T hและเซลล์จำนวนมากแสดงออกถึงไซโตไคน์จากโปรไฟล์ทั้งสอง[32]ถึงกระนั้น แบบจำลอง T hยังคงมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับบทบาทและพฤติกรรมของเซลล์ T ตัวช่วยและไซโตไคน์ที่เซลล์เหล่านี้สร้างขึ้นในระหว่างการตอบสนองทางภูมิคุ้มกัน
การศึกษาวิจัยโดย Stockinger และคณะ เปิดเผยว่าอาจมีกลุ่มย่อยของ T-helper อีกกลุ่มหนึ่ง โดยเซลล์ Th9อ้างว่าเป็นกลุ่มย่อยของเซลล์ T ที่สร้าง IL9 ( อินเตอร์ลิวคิน 9 ) ซึ่งมุ่งเน้นที่การป้องกันการติดเชื้อเฮลมิ นธ์ [33]
ในอดีต เซลล์ T ของหน่วยความจำนั้นเชื่อกันว่าเป็นเซลล์ย่อยประเภทเอฟเฟกเตอร์หรือหน่วยความจำส่วนกลาง โดยแต่ละเซลล์จะมีเครื่องหมายบนพื้นผิวเซลล์ที่แตกต่างกัน[34]เซลล์ T ของหน่วยความจำส่วนกลางอาศัยอยู่ในต่อมน้ำเหลือง ในขณะที่เซลล์ T ของหน่วยความจำเอฟเฟกเตอร์ไม่มีตัวรับคีโมไคน์ CC ชนิด 7 (CCR7) และ ตัวรับ L-selectin (CD62L) ซึ่งป้องกันไม่ให้เซลล์เหล่านี้เคลื่อนย้ายไปยังต่อมน้ำเหลือง
ปัจจุบันมีประชากรเพิ่มเติมของเซลล์ T หน่วยความจำที่ค้นพบแล้ว ได้แก่ เซลล์ T หน่วยความจำที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อ (Trm) และเซลล์ T หน่วยความจำเสมือน[35] ประเด็นเดียวที่เชื่อมโยงเซลล์ T หน่วยความจำทุกประเภทคือ เซลล์เหล่านี้มีอายุยืนยาวและสามารถขยายตัวได้อย่างรวดเร็วจนกลายเป็นเซลล์ T เอฟเฟกเตอร์จำนวนมากเมื่อพบกับแอนติเจนที่เกี่ยวข้อง โดยกลไกนี้ เซลล์ T ช่วยให้ระบบภูมิคุ้มกันมี "ความทรงจำ" ต่อเชื้อโรคที่เคยพบเจอมาก่อน
เมื่อพิจารณาถึงบทบาทที่หลากหลายและสำคัญของเซลล์ T ตัวช่วยในระบบภูมิคุ้มกัน จึงไม่น่าแปลกใจที่เซลล์เหล่านี้มักมีอิทธิพลต่อการตอบสนองของภูมิคุ้มกันต่อโรค นอกจากนี้ เซลล์ T ยังก่อให้เกิดการตอบสนองที่ไม่เป็นประโยชน์ในบางครั้ง การตอบสนองของเซลล์ T ตัวช่วยอาจนำไปสู่การตายของโฮสต์ได้ในบางกรณีเท่านั้น[ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
ระบบภูมิคุ้มกันต้องสร้างสมดุลของความไวเพื่อตอบสนองต่อแอนติเจนแปลกปลอมโดยไม่ตอบสนองต่อแอนติเจนของโฮสต์เอง เมื่อระบบภูมิคุ้มกันตอบสนองต่อแอนติเจนในระดับต่ำมากซึ่งโดยปกติไม่ควรตอบสนอง จะเกิดการตอบสนองของ ความไวเกินขึ้น เชื่อกันว่าความไวเกินเป็นสาเหตุของอาการแพ้และโรคภูมิคุ้มกันทำลายตนเองบาง ชนิด
อาการแพ้สามารถแบ่งได้เป็น 4 ประเภท คือ
ภาวะไวเกินของเซลล์อื่นๆ ได้แก่โรคภูมิคุ้มกันทำลายตนเองที่เกิดจากเซลล์ T ที่เป็นพิษต่อเซลล์และปรากฏการณ์ที่คล้ายกัน คือการปฏิเสธการปลูกถ่ายเซลล์ T ตัวช่วยจำเป็นต่อการพัฒนาของโรคเหล่านี้ เพื่อสร้างเซลล์ T นักฆ่าที่ตอบสนองต่อตนเอง ได้เพียงพอ จำเป็นต้องผลิต อินเตอร์ลิวคิน-2 ซึ่งได้รับจากเซลล์ T CD4 + นอกจาก นี้ เซลล์ T CD4 +ยังสามารถกระตุ้นเซลล์ เช่นเซลล์นักฆ่าธรรมชาติและแมคโครฟาจได้ผ่านไซโตไคน์ เช่นอินเตอร์เฟอรอน-แกมมาซึ่งจะกระตุ้นให้เซลล์ที่เป็นพิษต่อเซลล์เหล่านี้ฆ่าเซลล์โฮสต์ในบางสถานการณ์
กลไกที่เซลล์ T นักฆ่าใช้ระหว่างการเกิดภูมิคุ้มกันต่อตนเองนั้นแทบจะเหมือนกันกับการตอบสนองของเซลล์ต่อไวรัสและไวรัสบางชนิดถูกกล่าวหาว่าทำให้เกิดโรคภูมิคุ้มกันต่อตนเอง เช่นเบาหวานชนิดที่ 1โรคภูมิคุ้มกันต่อตนเองของเซลล์เกิดขึ้นเนื่องจากระบบการจดจำแอนติเจนของโฮสต์ล้มเหลว และระบบภูมิคุ้มกันเชื่อโดยผิดพลาดว่าแอนติเจนของโฮสต์เป็นสิ่งแปลกปลอม เป็นผลให้เซลล์ T CD8 +จะปฏิบัติต่อเซลล์โฮสต์ที่แสดงแอนติเจนนั้นว่าติดเชื้อ และดำเนินการทำลายเซลล์โฮสต์ทั้งหมด (หรือในกรณีที่มีการปฏิเสธการปลูกถ่าย เซลล์ที่ปลูกถ่ายคืออวัยวะ) ที่แสดงแอนติเจนนั้น
บางส่วนของหัวข้อนี้เป็นการอธิบายแบบง่ายๆ โรคที่เกิดจากภูมิคุ้มกันทำลายตนเองหลายชนิดมีความซับซ้อนมากกว่า ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือโรคข้ออักเสบรูมาตอยด์ซึ่งทั้งแอนติบอดีและเซลล์ภูมิคุ้มกันต่างมีบทบาทในการเกิดโรค โดยทั่วไปแล้ว ภูมิคุ้มกันวิทยาของโรคที่เกิดจากภูมิคุ้มกันทำลายตนเองส่วนใหญ่ยังไม่เป็นที่เข้าใจดีนัก
ตัวอย่างที่ดีที่สุดของความสำคัญของเซลล์CD4 + T อาจแสดงให้เห็นได้จาก การติดเชื้อไวรัสเอชไอวี (HIV) เอชไอวีมุ่งเป้าไปที่เซลล์ลิมฟอยด์ CD4 + T เป็นหลัก แต่สามารถติดเชื้อเซลล์อื่นที่แสดง CD4 ได้ เช่นแมคโครฟาจและเซลล์เดนไดรต์ (ทั้งสองกลุ่มแสดง CD4 ในระดับต่ำ) [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]
มีการเสนอว่าในระยะที่ไม่มีอาการของการติดเชื้อ HIV ไวรัสจะมีความสัมพันธ์กับเซลล์ T ค่อนข้างต่ำ (และมีความสัมพันธ์กับแมคโครฟาจสูงกว่า) ส่งผลให้ระบบภูมิคุ้มกันทำลายเซลล์ T CD4 + ได้ช้า [ จำเป็นต้องอ้างอิง ]ในเบื้องต้น จะมีการชดเชยด้วยการสร้างเซลล์ T ตัวใหม่จากต่อมไทมัส (เดิมมาจากไขกระดูก) อย่างไรก็ตาม เมื่อไวรัสกลายเป็นลิมโฟโทรปิก (หรือ T-tropic) ไวรัสจะเริ่มติดเชื้อเซลล์ T CD4 +ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น (น่าจะเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของตัวรับร่วมที่ไวรัสจับกับในระหว่างการติดเชื้อ) และระบบภูมิคุ้มกันจะรับมือไม่ไหว การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่ามีเพียง ~5% ของเซลล์ T CD4 ที่ได้มาจากลิมฟอยด์ที่ไวรัส HIV กำหนดเป้าหมายเท่านั้นที่ยอมให้ติดเชื้อไวรัสได้ เซลล์ T CD4 มากกว่า 95% ที่ตายไปแล้วกำลังพักผ่อนและไม่สามารถรองรับการติดเชื้อได้ เซลล์เหล่านี้ติดเชื้อ HIV จนไม่สำเร็จ[36]การตายของเซลล์เกิดขึ้นเมื่อเซลล์โฮสต์ตรวจพบ DNA ตัวกลางแปลกปลอมของ HIV และเริ่มกระบวนการฆ่าตัวตายในความพยายามที่จะปกป้องโฮสต์ ส่งผลให้คาสเปส-1 ถูกกระตุ้น ในอินฟลัมโมโซมส่งผลให้เกิดไพโรพโทซิส (รูปแบบการตายของเซลล์ตามโปรแกรมที่มีการอักเสบอย่างรุนแรง) [37] [38] [39]
เมื่อถึงจุดนี้ การอักเสบเรื้อรังจะเกิดขึ้น และระดับเซลล์ CD4 + T ที่ทำงานได้จะเริ่มลดลง จนในที่สุดจำนวนเซลล์ CD4 + T มีจำนวนน้อยเกินไปจนไม่สามารถตรวจจับ แอนติเจนทั้งหมดที่อาจตรวจพบได้ การลดจำนวนเซลล์ CD4 T และการเกิดการอักเสบเรื้อรังเป็นกระบวนการเฉพาะของพยาธิสภาพของเอชไอวีที่กระตุ้นให้เกิดโรคภูมิคุ้มกันบกพร่อง (AIDS) การลดจำนวนเซลล์ CD4 T ลงเหลือต่ำกว่า 200cell/μL ในเลือดระหว่างเกิดโรคเอดส์ ทำให้เชื้อก่อโรค ต่างๆ หลบเลี่ยงการจดจำเซลล์ T ได้ ทำให้การติดเชื้อฉวยโอกาสซึ่งโดยปกติจะกระตุ้นให้เซลล์ T ช่วยเหลือตอบสนองสามารถเลี่ยงผ่านระบบภูมิคุ้มกันได้[40]แม้ว่าสถานการณ์การเลี่ยงผ่านอย่างสมบูรณ์จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อการตอบสนองของเซลล์ T ช่วยเหลือมีความจำเป็นอย่างยิ่งในการกำจัดการติดเชื้อ แต่การติดเชื้อส่วนใหญ่จะมีความรุนแรงและ/หรือระยะเวลาเพิ่มขึ้น เนื่องจากเซลล์ T ช่วยเหลือของระบบภูมิคุ้มกันตอบสนองภูมิคุ้มกันได้ไม่มีประสิทธิภาพ
ระบบภูมิคุ้มกัน 2 ส่วนได้รับผลกระทบโดยเฉพาะในโรคเอดส์ เนื่องมาจากต้องพึ่งพาเซลล์ CD4 + T:
หากผู้ป่วยไม่ตอบสนองต่อ (หรือไม่ได้รับการรักษา) การติดเชื้อเอชไอวีผู้ป่วยมักจะเสียชีวิตด้วยโรคมะเร็งหรือการติดเชื้อ ในที่สุดระบบภูมิคุ้มกันจะเข้าสู่จุดที่ไม่สามารถประสานงานหรือกระตุ้นได้มากพอที่จะจัดการกับโรคได้
การยับยั้งการขยายตัวของเซลล์ T CD4 ในระหว่างการติดเชื้อ HIV อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการเคลื่อนย้ายของจุลินทรีย์ในลักษณะที่ขึ้นกับ IL-10 การกระตุ้น PD-1 ที่แสดงออกบนโมโนไซต์ที่ถูกกระตุ้นโดยลิแกนด์ PD-L1 กระตุ้นให้เกิดการผลิต IL-10 ซึ่งจะยับยั้งการทำงานของเซลล์ T CD4 [41]
ในโรคโคโรนาไวรัส 2019 (COVID-19) จำนวนเซลล์ Bเซลล์เพชฌฆาตธรรมชาติและ จำนวน ลิมโฟไซต์ ทั้งหมด ลดลง แต่เซลล์ CD4 +และ CD8 +ลดลงในระดับที่สูงกว่ามาก[42]บ่งชี้ว่าSARS-Cov-2โจมตีเซลล์ CD4 +ในระหว่างการติดเชื้อ CD4 + ที่ต่ำ ทำนายโอกาสที่สูงกว่าใน การเข้ารับ การรักษาในหอ ผู้ป่วยวิกฤต และจำนวนเซลล์ CD4 +เป็นพารามิเตอร์เดียวที่ทำนายระยะเวลาในการกำจัดRNA ของไวรัสได้ [42]แม้ว่าระดับ CD4 + จะลดลง แต่ ผู้ป่วย COVID-19 ที่มีอาการรุนแรงจะมีระดับเซลล์ T h 1 CD4 + สูงกว่า ผู้ป่วยที่มีอาการปานกลาง[43]