T细胞识别由MHC限制的抗原表位，CTL识别MHCⅠ类分子限制的抗原，Th细胞识别MHCⅡ类分子限制的抗原。Th1分泌细胞因子能诱导激活CTL。CTL通过穿孔素和Fas介导的两种途径清除受感染的细胞，也能分泌细胞因子，通过细胞非溶解机制控制病毒的感染。消除HCV感染的患者体内能检测持续强大的CD8 ⁺细胞应答。慢性感染过程中CTL细胞数量较少。

经过急性感染后，病毒是被清除还是残留持续感染，取决于它的早期阶段。很多因素如病毒的大小、生活史、感染的基因位置以及复制速率、抗原表达水平等，都决定了宿主感染以及细胞免疫应答产生的动力学。针对所有病毒感染的细胞免疫应答包括抗原特异性和非抗原特异性两种方式。非抗原特异性的免疫应答方式是通过NK细胞以及巨噬细胞的非特异激活来实现的，因其激活速度快被称为抵御病毒的第一道防线。抗原特异性的细胞免疫应答过程中，抗原递呈细胞（APCs）摄取和加工抗原后，通过血液、淋巴液传送到T细胞丰富的淋巴组织中，自动选择并且激活相应的T细胞，发挥免疫效应。该细胞免疫涉及到辅助性T淋巴细胞（Th），细胞毒性T细胞（CTL）。

CD4 ⁺Th细胞能识别由MHC Ⅱ合并呈递的10～25aa的病毒肽段。CD4 ⁺ Th细胞的激活，能刺激APC、炎症细胞、CD8 ⁺ Th细胞和B细胞。以上多数反应都是由细胞因子介导的。

Th1细胞因子包括IL-2、IFN-γ、TNF-α。一方面，诱导邻近细胞抵抗病毒感染；另外一方面，通过诱导被感染细胞的MHC分子或激活CD8 ⁺ Th、NK细胞，从而增强病毒抗原的免疫识别能力。在HBV以及CMV病毒感染中Th1细胞因子可以抑制病毒的复制和基因的表达。在HCV感染时Th1细胞因子是否会有同样的作用还不确定。

Th2细胞因子包括IL-4、IL-5、IL-6、IL-9、IL-10以及IL-13。这些细胞因子通过诱导B细胞的活化和分化来支持体液免疫应答。在胞外致病源感染时起到重要作用，并且支持保护性抗体的产生。当Th1细胞因子的分泌、MHC的表达和单核细胞的抗原呈递能力受到抑制时，CTL应答异常，这些因子即可发挥作用。

原始CD4 ⁺Th细胞在受到多种因素影响后分化为Th1细胞或者Th2细胞。在成熟T细胞应答的研究过程中发现，早期感染产生的细胞因子、HLA等位基因、共刺激分子、抗原的质量与数量都会影响T细胞的增殖。另外，Th1/2细胞的分化还依赖于给定HLA-肽复合物和TCR的亲和力：低亲和力作用促使Th1细胞的产生，而高亲和力作用则诱导产生Th2细胞。与之不同的是，APC上抗原配体的密度高更易引起Th1应答，密度低则激发Th2应答。初看这两种观点似乎是矛盾的，但是与Th1分化需要T细胞的高度激活这一假设相符合。事实上，实验证明MHC-肽与TCR的低亲和力作用以及APC上高密度的MHC-肽复合物使得大量TCR在短时间内依次进入，从而导致持续的信号传导，随后的TCR下调以及T细胞的彻底激活。

除了通过细胞因子介导外源性抗原的免疫应答外，Th细胞还参与内源性抗原和APC、CD8 ⁺ T细胞、B细胞的相互作用。通过TCR-MHC和CD40L-CD40的结合介导的内源性抗原和APC的相互作用，可刺激呈递细胞上调共刺激分子，产生IL-12促使CTL应答。

CD8 ⁺T细胞能够识别并且裂解病毒感染的细胞，因此这一免疫应答对于那些不会造成细胞病变、持续感染的病毒（如HCV）的清除起到重要作用。在病毒感染的细胞中，病毒多肽由内源合成的前体蛋白被切成多个短小肽段，通过异源转运复合物TAP1/2转运穿过内质网膜与MHC Ⅰ形成复合物。胞内的MHC Ⅰ-多肽复合物其不稳定，表明MHC Ⅰ-多肽复合物的高分辨率对展示在细胞表面的肽段优化有重要作用。CD8 ⁺Th识别病毒MHC Ⅰ-多肽复合物后，通过激活Fas和TNF受体诱导凋亡或者释放抑制病毒基因表达和复制的细胞因子，介导抗病毒反应，直接溶解病毒感染的宿主细胞。

与临床观察结果一致，在急性丙型肝炎患者体内可以检测到剧烈且多效的特异性Th细胞应答。研究发现针对HCV NS3蛋白解旋酶功能域的CD4 ⁺ Th细胞应答在急性感染患者体内比慢性感染患者体内要剧烈、频繁。已证实在NS3蛋白中包含有一个抗原决定簇（aa 1251-1259），该决定簇在HCV 1a、1b、1c、2a及2b基因型中高度保守，并与10个共同的MHC Ⅱ等位基因杂乱紧密地结合。在HCV急性感染中，Th细胞介导了针对NS3特异性细胞的免疫反应，产生Th1或者Th0细胞因子，而Th2细胞因子与慢性感染相关。Tsai等报道，17位急性丙肝患者在HCV抗原刺激后，外周血单核细胞（PBMCs）中呈现Th1的表形、而11位慢性感染患者的PBMC中检测到Th2细胞因子。

急性丙型肝炎患者恢复后，在3～5年内可以持续检测到NS3特异性的Th细胞应答。HCV特异性记忆T细胞是否能够保护机体不再感染同源或者异源病毒现在还不清楚，只能在动物感染模型中进行分析。同样，维持病毒特异性记忆免疫应答是否需要持续性的抗原，或者滴度很低的病毒复制并通过周期性感染产生特异性T细胞，这个问题也是争论的焦点。Kundig等的研究显示，至少在LCMV（小鼠中枢神经系统的淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒）模型中，维持记忆应答的过程中可能需要抗原的持续刺激也可能不需要。研究指出，在小鼠脾内即使没有抗原刺激，产生LCMV特异性T细胞前体的频率也保持稳定，而在抗原依赖的周边实体器官中的频率却在下降。只有当记忆T细胞被抗原刺激后才能渗入周边实体器官中。研究认为，对再次感染的周边途径的免疫保护是依赖于抗原的，并且不能被全身免疫所取代。在缺少抗原刺激的情况下，记忆应答的维持可能是通过IL-2和IFN-γ刺激等细胞因子刺激记忆细胞产生IL-2受体和高水平的粘附分子。

由于仅有少数患者会出现急性丙型肝炎，以及CTL分析在技术上和实践上的局限性，因此在HCV急性感染期中CTL的免疫应答很难进行研究。仅有两项研究分析了CTL应答在HCV急性感染过程中的作用。在这两项研究中，证实早期、强烈及多功能的CTL应答对结束HCV感染有着重要的作用。近期研究中，利用多肽-T细胞以及MHC复合物的染色技术直接分析HCV特异性T细胞。HCV表位特异性T细胞在慢性感染患者外周血中呈现较低水平。在HCV感染急性期阶段，HCV特异性CTL应答很弱，正好说明了HCV特异的CTL太弱因而不能彻底清除病毒。为了确定潜在保护性的CTL的应答，少数研究分析了频繁接触HCV 且呈血清阴性的健康个体中的CTL应答。研究显示，频繁接触HCV的个体中检测不到体液免疫和病毒血症，但在外周血中存在Th、CTL细胞应答。这种现象在HIV的研究中也有报道。

如果急性丙肝患者体内的HCV不能被清除则会转化为慢性感染患者，与清除了HCV的患者相比，外周血中的Th和CTL应答都相应较弱。也就是说一旦发展为慢性肝炎，HCV特异性T细胞出现频率会降低而且它们的有效功能会减弱。细胞免疫应答不足以介导病毒的清除。CHC中，主要是Th2和Th0起主导作用。同时，高滴度的非构象型抗体、更多CD30的表达及IL-10的产生可以作为疾病的组织学和临床学的指标。

对CHC患者的研究中发现，HCV特异性的CTL反应性广，能识别不同亚型的病毒。大多数的抗原表位已经在不同的试验中得到验证，这些抗原表位能被HLA单体型识别。因为加大外周血中的CTL需要HCV的抗原表位重复的刺激，而外周血中原始CTL的效率很低，约1/（10 ⁶～10 ⁵）外周血细胞，因而造成HCV特异性CTL水平较低。

这种减弱的T细胞应答与已恢复患者的HCV特异性记忆T细胞完全不同。推测慢性肝炎患者体内T细胞应答的减弱与以下因素有关：①与效应T细胞分化不完全有关。在完全分化的功能性效应T细胞中，CD28和CD27会下调。有证据显示，功能减弱的HCV特异性T细胞中，只有CD28的表达会下调，而CD27不会。这种细胞表面标志模式在其他持续性感染患者中也有发现，但是在正常个体内没有；②缺乏CD4 ⁺Th的帮助。完全分化的特异性效应CD8 ⁺T细胞的扩增和维持需要CD4 ⁺Th的帮助，在缺乏CD4 ⁺Th的帮助的情况下，病毒因子将会减弱细胞的免疫应答。

尽管HCV特异的CTL应答很弱，不能够清除慢性感染患者体内的病毒，但能够控制病毒的载量。这个低效的免疫应答导致慢性炎症反应的产生以及肝病的生成。