除去容易见到的淋巴细胞（如T细胞、B细胞）外，其他免疫细胞也在免疫系统中发挥着至关关键的功能。
巨噬细胞是一类关键的免疫细胞，具备强大的吞噬功能。它可以辨别并吞噬病原体、衰老细胞与异物等。在吞噬后，巨噬细胞会将病原体等物质消化分解，同时还能将抗原信息呈递给T细胞，启动特异性免疫应答。除此之外，巨噬细胞还可以分泌多种细胞因子，如白细胞介素 | 1、肿瘤坏死因子等，这类细胞因子可以调节免疫细胞的活性和功能，促进炎症反应的发生和进步，以抵御病原体的入侵。
中性粒细胞是血液中数目最多的白细胞，也是机体抵御细菌感染的第一道防线。当中性粒细胞遭到病原体的刺激时，会飞速趋化到感染部位，通过吞噬和杀灭细菌来发挥用途。它们可以产生很多的活性氧物质和杀菌性蛋白质，有效清除细菌。而且中性粒细胞还能释放一些炎症介质，吸引更多的免疫细胞到感染部位，增强免疫反应。
嗜酸性粒细胞主要参与对寄生虫的免疫防御。当机体感染寄生虫时，嗜酸性粒细胞会被激活并迁移到寄生虫所在部位，通过释放颗粒内的多种蛋白质和酶，如嗜酸性粒细胞阳离子蛋白、嗜酸性粒细胞过氧化物酶等，对寄生虫进行杀伤。同时，嗜酸性粒细胞也参与过敏反应，在过敏反应中，它会释放一些介质，加重过敏症状。
肥大细胞在免疫反应中也具备要紧用途。肥大细胞表面有很多的IgE受体，当过敏原与结合在肥大细胞表面的IgE抗体结合后，会致使肥大细胞脱颗粒，释放出组胺、白三烯等生物活性物质。这类物质会引起血管扩张、平滑肌缩短等一系列反应，致使过敏症状的出现，如皮疹、瘙痒、呼吸困难等。除此之外，肥大细胞还可以参与固有免疫，辨别病原体有关分子模式，激活免疫信号通路，启动免疫应答。
树突状细胞是功能最强的抗原呈递细胞。它可以摄取、加工和呈递抗原，将抗原信息传递给T细胞，从而启动特异性免疫应答。树突状细胞可以在体内广泛分布，可以准时发现入侵的病原体，并将它抗原信息传递给淋巴细胞，是连接固有免疫和适应性免疫的桥梁。
NK细胞即自然杀伤细胞，无需预先接触抗原就能直接杀伤靶细胞，如病毒感染
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