正常な免疫システムは、自然免疫と獲得免疫、抗原を防御する能力、自己と非自己を区別する能力、免疫学的記憶、病原体排除後のシステムの抑制機構などにより機能します。 様々な種類の免疫細胞、それらの複雑な構造と精巧な制御により獲得免疫応答が惹起され、個体は恒常性を維持します。 フローサイトメトリーを使用すると、多数の免疫細胞の分析と特徴付け、サブタイプ特異的な細胞表面および細胞内マーカーの同定、治療後の免疫細胞減少の評価等を、正確かつ迅速に実施する事ができます。
自然免疫応答と獲得免疫応答
自然免疫は病原体の攻撃に対する生体の主要かつ迅速な細胞応答です。その際、幅広い病原体で共通に保存されている構造が生体によって認識されます。この微生物に関連する分子パターンの認識は、表面受容体（Toll様受容体（TLR）とc型レクチン受容体（CLR））または細胞質受容体（TLR、ヌクレオチド結合オリゴマー化ドメイン（Nod）-ロイシンリッチリピート含有受容体（NLR）、RIG-I様受容体（RLR））等のパターン認識受容体（PRR）が介在します。PRRは2種類のリガンド、PAMP（病原体関連分子パターン）として知られる微生物病原体の保存構造と、DAMP（ダメージ関連分子パターン）として知られる、非感染性シグナルを認識します。このようなリガンドによるPRRの活性化は、免疫細胞の動員、シグナル伝達およびエフェクター分子（サイトカインや抗菌ペプチド）の分泌を誘導し、病原体または非感性性ストレスを緩和するための炎症反応を誘導する1。多くの場合、この最初の反応は、獲得免疫の初期応答の誘導の前提となります。
獲得免疫は、液性免疫がBリンパ球のIgG（またはB細胞受容体）、細胞性免疫がTリンパ球のT細胞受容体（TCR）を介して誘導されます。V領域、D領域、J領域のそれぞれの遺伝子セグメントの結合による体細胞組換えにより、Ig重鎖およびTCRβ鎖遺伝子による抗原認識は驚くべき多様性を獲得します。
自然免疫細胞
自然免疫系は、主にで単球、マクロファージ、顆粒球、樹状細胞（DC）構成されています。
単球
単球は血中最大の免疫細胞です。体内を循環しながら細菌や真菌に対する最前線を構成し、サイトカイン分泌を介して炎症を起こし、また、獲得免疫を誘導します。 単球は、CD14+ CD16-（ヒト）、CCR2+ Ly6Chi（マウス）の表現型を持つ古典的単球と、CD14lo CD16+（ヒト）、CCR2lo Ly6Clo（マウス）の表現型を持つ非古典的単球（patrolling monocytes）に分類されます2。
マクロファージ
マクロファージの特徴として、病原体の排除と免疫応答のプライミングをサポートする食作用能力があげられます。 また、マクロファージは代謝など必須の恒常性機能にも関与します3。更に、マクロファージは腫瘍の発生と進行にも深く関与しています。例えば腫瘍関連マクロファージ（TAM）は腫瘍細胞に対して免疫寛容を誘導する因子を分泌しています。それらは免疫腫瘍学として注目されており、特に、腫瘍微小環境（TME）に対する治療効果の評価については多くの検討がなされています。 マクロファージの2つの主要なタイプ（M1、M2）は、それぞれ異なる刺激によって分化すると考えられます。 M1マクロファージは炎症促進性であり、活性酸素（ROS）産生を伴う酸化状態を促進し、炎症性サイトカインおよびケモカイン（IL-1、IL-6、IL-12、TNF-α、CXCL9、CXCL10など）を分泌します。 M2マクロファージは免疫制御的であると考えられており、IL-10やTGF-βなどの抗炎症性因子を分泌します4。
顆粒球
顆粒球は細胞質顆粒が豊富な細胞であり、好塩基球5、好中球6、7、好中球8、肥満細胞が含まれます9。顆粒球細胞は、食作用（好中球）、寄生虫感染防御（好塩基球）、アレルギーへの関与（肥満細胞）など、さまざまな防御機構に関連しています。 また、免疫療法中の宿主応答を調節します。
樹状細胞
樹状細胞（DC）は、専門的な抗原提示細胞として、抗原を処理して適応免疫で重要なTおよびBリンパ球に抗原提示することにより、自然免疫と適応免疫を結び付けます。 樹状細胞には3つの主要なタイプが存在します：
- 形質細胞様樹状細胞（pDC）は、ウイルスおよび腫瘍細胞の認識を専門としています
- 1型古典的樹状細胞（cDC1）は細胞内病原体を認識し、CD8+T細胞およびTh1 CD4+T細胞応答を誘導します
- 2型古典的樹状細胞（cDC2）は、細胞内病原体、寄生虫、アレルゲン、真菌、細胞外細菌などへの暴露時、CD4+T細胞応答を誘導します
樹状細胞マーカーとして、CD11c、BDCA-1/2、CD123があげられます12、13。
