感染症が起こったとき，病原体の
抗原情報がどのように伝わり，どのように抗原
特異的な反応で病原体が排除されるか．
Ｂ細胞レセプターは，標的分子の一部の構造を直接認識して結合する．およそ一定の形状を示すある程度以上の大きさの分子であれば，タンパク質に限らず，標的になりうる．例えば宇宙からきた病原体の分子に対してでも抗体はつくれるはずである．抗体はＹ字型をした分子であるが，Ｙの上の枝のそれぞれの先っぽにあたる部分で認識している．
一方，
Ｔ細胞レセプターは抗原分子を直接認識することはできない．細胞によって抗原分子を提示されないと認識できないのである．さらに，提示された抗原分子の部分だけをみるのかというと，そうではない．ここで，重要な分子である
MHC (major histocompatibility complex : 主要組織
適合遺伝子複合体）分子が登場する．これはＴ細胞に抗原分子を提示するための分子である．抗原分子は,
MHC分子の上のくぼみにはさまるようにくっついた形で，提示される．Ｔ細胞レセプターは,
MHCという分子とセットにして，抗原を認識する．
ＭＨＣにはクラスＩとクラスⅡという機能の異なる２種類の分子があるが，その役割分担については次項で解説する．
ＭＨＣ分子の上に乗ることができるのは，タンパク質の断片だけである．したがってＴ細胞が認識できるのはタンパク質の断片だけである.
MHC分子の上に乗っているタンパク質の断片はアミノ酸にして10～20個前後の短い分子である．こういう少数のアミノ酸からなるタンパク質は，通常はタンパク質とは呼ばず，ペプチドという．したがって，Ｔ細胞に認識される抗原のことをペプチド抗原という．なお、タンパク質の中のどんな部分でもペプチド抗原として提示できるかというとそうではない.
MHC分子上の溝にはまるためには，アミノ酸配列にある程度制約がある．
抗原の中の，抗原レセプターによって直接認識されている部分を
エピトープという．エピトープは，例えばタンパク質のひとつの分子の中に通常は数十ヵ所存在している．
Ｔ細胞はペプチド抗原しか認識できないと表現したが，実は例外がある.
MHC分子に近縁の
ＣＤ１という分子は，糖脂質分子を乗せることができる．Ｔ細胞の中には，このＣＤ１上の脂質抗原を認識するものが少数存在する．例えば
ＮＫＴ細胞といわれる細胞も，そういう特殊なＴ細胞の１種である.
また，
γδＴ細胞というＴ細胞の１種は，抗原提示分子を必要とせず･直接分子を認識する．認識される分子は，タンパク質の他にピロリン酸，脂質など，抗体ほどではないが幅広い．
ただし，これらの細胞はこれからみていく，獲得免疫系の主要な反応にはあまり関与していない．したがって，「Ｔ細胞は
ペプチド抗原＋
ＭＨＣ分子をセットで認識」と理解しておいて差し支えはない．
MHCクラスⅡ分子は食べた抗原を提示するとか，クラス１分子は細胞質内の抗原を提示するなど，その抗原の来歴に応じて提示している．もしもＴ細胞が直接ペプチド抗原を認識できたら，細胞表面に付着しているだけのものでも反応してしまうことになるし，食べられた抗原か細胞内感染微生物の抗原かもわからなくなる．提示されたペプチドがどういう来歴のものかを示すために，Ｔ細胞レセプターがＭＨＣ分子とともに認識するようになっているのである．
Ｂ細胞は骨髄でつくられ，Ｔ細胞は胸腺という臓器でつくられる。
T細胞やＢ細胞が免疫反応を開始する足場となるのがリンパ節や脾臓である．骨髄や胸腺のようにリンパ球がつくられるところを
一次リンパ器官，リンパ節や脾臓のように働くところを二次リンパ器官と呼ぶ．これからみていく免疫反応は，リンパ節や脾臓などの
二次リンパ器官で起こる出来事である．
けがをして病原体が体内に侵人したときのことをみていこう．まずマクロファージや好中球などの食細胞が応戦する．さて，ここで別なタイプの食細胞である樹状細胞(dendritic
cell : ＤＣ）に登場してもらおう．樹状細胞は，Ｔ細胞に病原体の情報を伝えるための仕事を専門とする特殊な食細胞である．それゆえ，プロフェッショナルな
抗原提示細胞と呼ばれている．多数の突起を延ばしているので「
樹状細胞」の名が与えられている．病原体を貪食した樹状細胞は，リンパ液の流れに乗ってリンパ節へやってきて，そこでＴ細胞に抗原を提示するのである．
獲得免疫系の基本は「キラーＴ細胞が感染細胞を殺す」と「Ｂ細胞が抗体をつくる」であった．樹状細胞の運んで来た抗原情報は，どう伝わるのか見ていこう．
Ｂ細胞が抗体をつくるための仕組みは，間にひとつ重要な細胞が介在する．それが，ヘルパーＴ細胞である．
樹状細胞は取り込んだ病原体の
抗原に反応できる
ヘルパーＴ細胞を選択的に活性化する．ヘルパーＴ細胞は，同じ病原体を攻撃することのできる抗体を産生する
Ｂ細胞を選択的に活性化し，抗体をつくらせる．また，病原体を食べた
食細胞を活性化させてその病原体に対する免疫反応を増強させる役割りもする．
一方，
キラーＴ細胞は，樹状細胞と直接やりとりをする．
樹状細胞の提示する
抗原に反応できる
キラーＴ細胞だけが反応して活性化され，同じ病原体に感染した細胞を探し出して
殺傷する．
抗体によって起こる免疫反応を
液性免疫，ヘルパーＴ細胞による食細胞の活性化やキラーＴ細胞による細胞傷害によって起こる免疫反応を
細胞性免疫と呼ぶ．
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／
＼ |
ヘルパーＴ細胞 |
／
＼ |
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→ |
抗体 |
液性免疫 |
| 抗原 |
→ |
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→ |
食べる |
細胞性免疫 |
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→ |
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殺す |
抗原提示に２通りの仕組みがある。
食細胞には，Ｔ細胞に認識されることを目的として,
MHC分子の上にペプチド抗原を乗せて提示する仕組みが備わっている.
MHCが抗原提示する方法には，大きく分けて２種類ある．それぞれ，異なるＭＨＣ分子が働いている．クラスⅠ分子とクラスⅡ分子である．クラスⅠ分子は猷血球を除くほぼ全ての細胞に発現している．クラスⅡ分子は胸腺上皮齟胞という例外を除けば，基本的には食細胞系の細胞でしか発現していない．発現パターンだけでなく，この２種類の分子では抗原提示に至る仕組みが大きく異なる．ＭＨＣ,分子の抗原提示様式にこのように２通りあることには，とても重要な意味がある．この項では，まずその２つの異なる様式をみていこう．
細胞質内のタンパク質からつくられた
ペプチド抗原は，クラス１分子の上に乗る．細胞質内には何千種類ものタンパク質があるから，ペプチド鎖も何万種類もあるだろう．ここで肝腎なことは，このシステムでは，「ウイルスのように細胞質内に入り込んだ病原体のタンパク質由来のペプチド抗原をクラスⅠ分子の上に乗せることができる」ということである．つまり，クラス１分子は，ウイルスのような細胞質内に入り込んだ異物の抗原をキラーＴ細胞に対して提示して「私はこれこれに
感染してます」と教えるための分子装置なのである．だから，全ての細胞に発現しているのである．そういう意味では全ての細胞が抗原提示細胞ということになるが，あえて「抗原提示細胞」という言葉を使うときは，次に述べるクラスIIを発現している細胞のことを指す．
なお，ウイルスに感染したときでもウイルス由来のペプチドだけでなく，自分の夕ンパク質のペプチドも乗せていることに留意しておいていただきたい．
一方，貪食によって細胞内に取り込まれた病原体は，食胞の中で分解され，ペプチドになり，主にクラスⅡ分子の上に乗る．食作用に伴うので，原則として食作用を持つ細胞だけがクラスⅡ分子を発現する．このように，クラスII分子は，食作用で取り込んだ抗原を
ヘルパーＴ細胞に提示して「私はこれこれを
食べました」と教えるための分子装置である．なお，食細胞は普段は細胞の死骸なども食べるので，クラスⅡ分子の上には普段は自己由来のペプチドが乗っている．ただし病原体を食べたときでも，ついでに細胞の死骸なども食べているだろうから，病原体由来のペプチドしか乗らないというわけではない．
食作用をもつ細胞としてこれまで好中球，マクロファージ，樹状細胞がでてきたが，好中球はクラスIIはほとんど発現しておらず，抗原提示には関与しない．マクロファージと樹状細胞はクラスIIを発現しており，特に樹状細胞は強く発現している．
もうひとつ重要なクラスIIを発現する細胞がある．それは，Ｂ細胞である．これまでのところＢ細胞は食細胞としては扱わなかったが，実は抗体を産生する前の段階のＢ細胞は，Ｂ細胞レセプタ一にくっついた抗原を取り込む作用をもつ．ただし，他の食細胞に比べるとふさいものしか食べられない．Ｂ細胞がこうした食作用を持つことは，抗原特異的な抗体を産生するにあたって，大変重要である．
「食細胞のクラスⅡ上のペプチドに反応したＴ細胞が感染細胞のクラスⅠ上のペプチドをみて殺す」と思えてしまうかもしれないが，それは間違いである．Ｔ細胞はペプチドとＭＨＣをセットで形として見るので，［クラスⅡ＋ペプチド］で活性化されたＴ細胞は［クラスⅠ＋ペプチド］を出している細胞には反応しないのだ．では，食細胞はどうやってキラーＴ細胞に抗原提示するのだろうか．
実はそのために，もうひとつ別な，重要な経路がある．取り込まれた病原体の抗原をクラスⅠに乗せる経路である．このように取り込まれた抗原がクラスＩに乗せられてキラーＴ細胞に提示されることを，特別に
クロスプレゼンテーションと呼ぶ．
もしかするとここで「おや？」と思われた方がいるかもしれない．食作用で食べたものであるにもかかわらず，Ｔ細胞に対して「私はこんなのに感染してます」という提示の仕方をしてしまうことになるからである．キラーＴ細胞は，抗原提示細胞を殺してしまわないだろうか．
細胞の中には新しくつくられた膜表面タンパク質とか分泌タンパク質を蓄える袋状の構造（小胞体）がある．小胞体の一部がちぎれてゴルジ体という小さな袋になり，そこからエキソサイトーシス小胞として細胞表面に移動することによってタンパク質が分泌されたり膜タンパク質が細胞表面に出たりする．小胞体やゴルジ体の中は，細胞の中にあるが細胞外といってよい空間である．クラスＩ分子もクラスⅡ分子も小胞体の膜の上に形成される．また，細胞が異物を貪食するとき，食胞という袋状の構造物ができる．これ仏細胞の中にある細胞外的なスペースである．
まずクラスＩを用いた仕組みをみていこう．細胞質内に存在するタンパク質は新陳代謝，あるいは量の調節のために分解される必要がある．分解の仕組みのひとつとして，プロテアソームという分子複合体によって裁断される．プロテアソームで裁断されてできたペプチドのほとんどはその後他のタンパク質分解酵素によってばらされるが，一部は，小胞体膜に出ているペプチド鎖を輸送するＴＡＰ卜TAP2複合体によって小胞体内面に出る.ＴＡＰ複合体はクラスＩのすぐ横にくっついており，小胞体内に運び込まれたペプチド鎖はすぐにクラス１分子に乗るようになっている．クラス１分子はβ2m（ベータツーミクログロブリン）と結合してヘテロタイマーとして発現する．ペプチド鎖が乗ることで，クラス１分子は安定になり，ゴルジ体に乗って細胞表面に出る．ペプチド鎖が乗らない限りは，クラス１分子は細胞表面に出ることはできない．
次にクラスIIの場合をみよう．貪食された異物は食胞という形で取り込まれる。食胞は消化酵素を含んだ一次ライソソームと融合し，その中で異物がタンパク質を含む場合はペプチド鎖に分解される。一方小胞体でつくられたクラス11分子は,ゴルジ体に移り(c),さらに異物由来のペプチド抗原を含んだライソソームと融合する．融合したライソソーム中のペプチド抗原が
クラスⅡ分子上に乗る．食胞と出会うまでの，小胞体やゴルジ体内にいるうちにクラスⅡ分子に自己のペプチドが乗らないように，インバリアント鎖と呼ばれる分子やその断片分子
ＣＬＩＰが蓋をする役割を果たす．
ヘルパーＴ細胞は「クラスⅡ分子による抗原提示」に対する反応系の中で中心的役割を果たす．一言でいえば，樹状細胞がとらえた抗原を認識できるヘルパーＴ細胞が，「抗原特異的に」食細胞やＢ細胞を励まして働かせる（ヘルプ）ということである．抗原特異的に「ヘルプ」することができるのは，食細胞やＢ細胞が同じ抗原を取り込んでＴ細胞に提示しているからである．その結果，抗原のある場所で炎症が起こったり，抗原特異的な抗体がつくられたりするのである．
ケガをして病原体が皮膚から組織に侵人したときの反応をみていこう．皮膚や粘膜組織などの末梢組織には樹状細胞か九くさんいて，まず樹状細胞か病原体を貪食する．病原体を貪食した樹状牡胞は活性化され，リンパ節へ移住する．病原体のタンパク質は樹状細胞の食胞の中で分解され，ペプチド抗原としてクラスⅡ分子の上に乗せられ，細胞表面に提示される．
ヘルパーＴ細胞は，リンパ節の中で動きまかって，たくさんの樹状細胞と出「会いを繰り返す．樹状細胞の側からいえば，いろいろなヘルパーＴ細胞が次々と会いにくる．その上うな出会いの繰り返しの中で，樹状細胞の出「している病原体由来のペプチド抗原とＭＨＣ分子のセットに，ぴったり結合できるＴ細胞レセプターを出しているヘルパーＴ細胞が出会う。.これが，「抗原特異的な免疫反応の開始点」である．ぴったり結合すると，ヘルパーＴ細胞に刺激が入る．ヘルパーＴ細胞は活性化されて，まず増殖する(c).この増殖が，２章でみた「抗原特異的クローンの増人」にあたるものである．増殖したヘルパーＴ細胞の一部はリンパ節に残り，他はリンパ節を出て，それぞれが今度は自分が活性化できる相手をさがしまわる．活性化される前のＴ細胞をナイーブＴ細胞，活性化された後をエフェクターＴ細胞ともいう．
まずリンパ節から出ていったＴ細胞をみていこう．病原体の感染部位には，病原体を貪食し九マクロファージが多数存在する。それらのマクロファージはクラスⅡ分子を発現しているので，クラスⅡ分子上にペプチド抗原を乗せている．活性化ヘルパーＴ細胞は体をめぐって，自分が認識できる病原体を食べたマクロファージに出会うと，Ｔ細胞レセプターとその病原体由来のペプチド抗原の乗ったクラスⅡ分子が結合する。この結合により再活性化されたＴ細胞は，相手のマクロファージを活性化する。活性化されたマクロファージは増殖し，食作用の亢進，食胞内の殺菌活性の増強などが起こる．ヘルパーＴ細胞からすると，自分の認識できる抗原を持つ病原体によって感染症が起こっている部位だけで「抗原特異的」にマクロファージを活性化しているのである．繰り返しになるが，「食細胞」を中心に起こる反応なので，細胞性免疫という．なお、細胞性免疫には，このヘルパーＴ細胞を介する食細胞による反応と，キラーＴ細胞による細胞傷害が合まれる．
Ｂ細胞でも，同じようなことが起こる．ここでは，Ｂ細胞は，まずは食細胞として働く．Ｂ細胞のうち，病原体に結合できる抗体を発現する細胞は，リンパ節に流れてきた病原体あるいはその破片を，自分が表面に出しているＢ細胞レセプター（抗体分子）でくっつけることができる(c).そうしてくっついた異物を取り込み，分解して，クラスIL分子卜に乗せて発現する．このＢ細胞が，同じ抗原に特異性を持っているヘルパーＴ細胞と出会うと，Ｔ細胞レセプターとＢ細胞上のペプチド抗原の乗ったクラスⅡ分子が結合する(c).この結合により再活性化されたＴ細胞は，お返しにＢ細胞を活性化する．
こうして，Ｔ細胞はＢ細胞に「あなたのつくる抗体は役に立つ抗体です．抗体をつくってください」というお墨付きを「抗原特異的」に与えるのである．この反応は，最終的には抗体という可溶性分子をつくる免疫反応ということになるので「液性免疫」というが，Ｔ細胞が重大な関与をしていることに注意していただきたい．
Ｂ細胞の抗体が標的にする抗原のエピトープと，Ｔ細胞に提示されるエピトープが同じでなくてもよい。実際，タンパク質ではない分子，例えば４－ヒドロキシー３一ニトロフェニルアセチル（NP）という物質と，卵白アルブミンなどのタンパク質の複合体で免疫すると，ＮＰ分子に対する抗体が誘導できる．どうしてできるか，考えてみよう．ＮＰに対する抗体を出しているＢ細胞が複合体を捕食して，卵白アルブミン由来のペプチド抗原をクラスⅡ分子上に提示する。卵白アルブミンを取り込んだ樹状細胞によって活性化された卵白アルブミン由来ペプチド抗原特異的なヘルパーＴ細胞が，そのＢ細胞を特異的に活性化する。するとＢ細胞はNPに対する抗体を産生する．こうして，タンパク質抗原でなくてもヘルパーＴ細胞が働いて抗体がつくれるのである．このような抗体産生の誘導系では，ＮＰなどのようなタンパク質ではない抗原をハプテン，卵白アルブミンにあたるものをキャリアという．エピトープが異なっても協同できるという仕組みは，後で述べる自己免疫疾患の発症機序でも出てくる．
樹状細胞がＴ細胞を活性化させるとき，抗原レセプターとＭＨＣ－ペプチド複合体の結合によって抗原レセプターから刺激が入るという点だけ書いたが，実際にはその他に膜表面の副刺激分子(costimulatory
molecule)や，サイトカインという可溶性の分子が，洽|生化のためには重要な役割りを演じている．この場合卜副刺激分子としては，樹状細胞が出すCD80やCD86がＴ細胞か出すCD28に結合してシグナルを送る．
一方，ヘルパーＴ細胞がマクロファージやＢ細胞を活性化する方向の反応では，ＭＨＣ－ペプチド複合体はシグナルを受けるレセプターとしては働かないので，シグナルを伝達する仕組みとしては副刺激分子やサイトカインがむしろ主役として働く．この場合は，副刺激分子としては，Ｔ細胞上のCD40Lが，Ｂ細胞／マクロファージ上のCD40に刺激を入れる。
さらに
サイトカインは，Ｔ細胞が結合している相手のマクロファージだけでなく，近傍のマクロファージも「抗原に非特異的に」活性化すると考えられる．このように副刺激分子やサイトカインによる活性化ももちろん大事なことではあるが，この項ではヘルパーＴ細胞は抗原を取り込んだ食細胞やＢ細胞を抗原特異的に刺激するということだけに注目してはしいので，前述の解説ではあえて言及しなかった．
クラスⅠ分子は細胞質中のタンパク質由来のペプチド抗原を提示するが，一部の抗原提示細胞では，
クロスプレゼンテーションと呼ばれる経路により，食作用で取り込んだタンパク質由来のペプチド抗原をクラス１分子に乗せることができる．この仕組みを用いて，病原体を取り込んだ樹状細胞は，クラス！分子の上に病原体由来のペプチド鎖を乗せる。病原体由来ペプチド抗原とクラスⅠ分子複合体を認識できる
キラーＴ細胞は，樹状細胞と結合し，活性化される．活性化されたＴ細胞はまず増殖して部隊の人数を増やす．
活性化したキラーＴ細胞が感染細胞を見分けて攻撃する仕組みをみていこう．細胞質内に感染した病原体のタンパク質は細胞内でつくられるため，クラス１分子の上に乗せられて提示される．クラスⅠ分子は体中のほとんど全ての細胞に出ているので，全ての細胞が病原体由来のペプチド抗原を提示することができる．
活性化したキラーＴ細胞は，炎症を起こしている部位を中心にパトロールする．自分か認識できる病原体に感染した細胞に出会うと，感染細胞上のペプチド抗原とクラスⅠ分子の複合体が，キラーＴ細胞レセプターと結合して，キラーＴ細胞に刺激加入る．そしてキラーＴ細胞は，その細胞を殺す．感染した細胞の側にたてば，Ｔ細胞にみつかって殺してもらうために，病原体の抗原を提示しているのである．
クラスⅠ分子とクラスⅡ分子の働きの違いが理解いただけただろうか．感染した細胞が，キラーＴ細胞に殺してもらうために抗原を提示するのがクラス１分子であり，そのため体中のほぼ全ての細胞がクラスⅠ分子を出しているよ一方，病原体を取り込んだ食細胞やＢ細胞が，ヘルパーＴ細胞によって特異的に活性化してもらうために抗原を提示するのがクラスⅡ分子である．そのため，クラスⅡ分子は主に食細胞にしか発現しないのである．実は例外的に胸腺上皮細胞もクラスⅡ分子を発現しているが，これは，ヘルパーＴ細胞が生成するのに必要だからである．
抗原提示細胞にウイルスやバクテリアが感染することはあるだろうから，そのときはキラーＴ細胞は抗原提示細胞を殺す必要がある．そこで問題になるのは，キラーＴ細胞は，感染ではなく「貪食作用」で病原体を取り込んだ樹状細胞を殺してしまわないかということである．前述のように，樹状細胞では，クロスプレゼンテーションという経路によって，貪食で取り込んだ抗原でもクラスⅠ分子の上に乗せることができる．したがって，キラーＴ細胞には，感染紆胞のようにみえてしまうはずである．ナイーブＴ細胞に抗原提示したときは，ナイーブＴ細胞がキラー活性を持つようになるまで少し時間がかかるだろうから，その場ですぐに殺されるということはないであろう．しかし，活性化されてエフェクター細胞としてうろついているキラーＴ細胞に抗原提示すると殺されることになる。実際に活性化したキラーＴ細胞は抗原提示をしている樹状細胞を殺すとされている．一生懸命抗原提示している細胞を殺すなんて無駄なことをしているとも思えるが，おそらく炎症を負に制御するための仕組みとして役立っているのであろう．
もうひとつの疑問点は，キラーＴ細胞はヘルパーＴ細胞を必要とするかどうかという話である．この項で紹介した仕組みでは，ヘルパーＴ細胞は介在しないことになっている．しかし，実際には，ヘルパーＴ細胞の働きがないと，キラーＴ細胞は活性化されにくいことがわかっている．ヘルパーＴ細胞が出すサイトカインによる「非特異的な」助けを必要としていると考えられる一方で，かなり抗原特異的なヘルプを受けているともいわれている．どうやって抗原特異性が働くのだろうか．ヘルパーＴ細胞とキラーＴ細胞が直接相互作用するという機構は考えがたい．想定される仕組みとして，樹状細胞を介する仕組みがある。すなわち，同じ病原体に反応できるヘルパーＴ細胞とキラーＴ細胞は，同じ樹状細胞に結合する．ヘルパーＴ細胞とキラーＴ細胞で認識するエピトープが異なっていても，それらが同じ病原体由来であればひとつの樹状細胞がどちらも提示するので，ヘルパーＴ細胞とキラーＴ細胞が同一の
樹状細胞に結合しやすい．するとキラーＴ細胞は，ヘルパーＴ細胞からのサイトカイン（IL-2など）による刺激を効率よく受けることになる．