獲得免疫系
古典的には、APCによって2種類の効果CD4 ヘルパーT細胞応答が誘導され、それぞれが異なるタイプの病原体を排除するように設計されており、Th1とTh2と呼ばれる。感染症がTh1型とTh2型のどちらの反応を惹起するかを決定する要因は完全には解明されていないが、生起された反応は様々な病原体の排除に重要な役割を果たしている。
Th1応答は、インターフェロン-γの産生によって特徴付けられる。このインターフェロン-γは、マクロファージの殺菌活動を活性化し、B細胞にオプソニン化抗体(貪食の目印)と補体結合抗体を作らせ、細胞性免疫を引き起こす。一般的にTh1反応は、細胞内病原体(宿主の細胞内に存在するウイルスや細菌)に対してより効果的である。
Th2応答の特徴は、インターロイキン-5の放出であり、これは寄生虫の排除において好酸球を誘導する。また、Th2は、B細胞のアイソタイプ切り替えを促進するインターロイキン-4を産生する。一般に、Th2反応は細胞外の細菌、蠕虫を含む寄生虫、毒素に対してより効果的である。細胞障害性T細胞と同様に、CD4ヘルパー細胞の大部分は感染の解決に伴い死滅するが、少数はCD4記憶細胞として残る。
無顎類では、2つのサブセットのリンパ球が可変性リンパ球受容体(VLR)を用いて抗原結合を行う。多様性は、シトシン脱アミノ酵素(英語版)を介したLRRベースのDNAセグメントの再配置によって生成される。有顎脊椎動物では、IgやTCRの遺伝子セグメントを再編成する組換え活性化遺伝子(英語版)(RAG)の存在は確認されていない。
Ig、TCR、MHC分子を基盤とする獲得免疫の進化は、RAGトランスポゾン(ウイルス由来の可能性あり)の移入と、2回の全ゲノム重複という2つの大きな進化から生じたと考えられている。獲得免疫の分子はよく保存されているが、同時に急速に進化している。しかし、比較検討の結果、多くの特徴が分類群間で極めて均一であることが判明した。獲得免疫の主要な特徴は全て、早い時期に生まれたものである。無顎類は、遺伝子の再配列に依存して、Ig分子とTCR分子に類似した機能的二分法を持つ多様な免疫受容体を生成する、異なる獲得免疫を持っている。獲得免疫の活性化に重要な役割を果たしている自然免疫系は、無脊椎動物や植物の最も重要な防御システムである。
T細胞と同様に、B細胞も固有のB細胞受容体(BCR)を発現しており、この場合は膜結合型の抗体分子である。B細胞もT細胞と同様に、固有のB細胞受容体(BCR)を発現している。B細胞とT細胞の決定的な違いは、それぞれの細胞がどのように抗原を「見る」かということである。T細胞は抗原を加工した形で、つまりMHC分子の中でペプチドとして認識するのに対し、B細胞は抗原をそのままの形で認識する。B細胞は、同種の(あるいは特異的な)抗原に遭遇すると(そしてヘルパーT細胞(主にTh2型)から追加のシグナルを受け取ると)、更に形質細胞として知られる効果細胞に分化する。
形質細胞は、抗体を分泌する短命な細胞(2~3日)である。この抗体は、抗原に結合して食細胞の標的となり易くし、補体カスケードを引き起こす。約10%の形質細胞が生き残り、長い寿命を持つ抗原特異的記憶B細胞となる。この細胞は、すでに特異的な抗体を産生するようになっており、同じ病原体が宿主に再感染しても、宿主にはほとんど症状が出ないため、迅速に対応することができる。
内在性抗原は、細胞内の細菌やウイルスが宿主細胞内で複製されることで産生される。宿主細胞は、酵素を用いてウイルス等のタンパク質を消化し、その断片をMHCに結合させてT細胞に表示する。内因性抗原は通常、MHCクラスI分子に表示され、CD8細胞傷害性T細胞を活性化する。MHCクラスIは、無核細胞(赤血球を含む)を除いて、すべての宿主細胞に発現している。