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在介绍代谢之前我们先来了解下T细胞的分化过程：从最初的Na?ve T（TN）也就是未分化T细胞分化为TSCM（干细胞记忆T细胞），随后分化为TCM（中心记忆T细胞），再向功能成熟方向分化为TEM（效应记忆）T细胞，最终分化为TEFF效应T细胞（行使功能）；分化程度越高，效应能力越强，而分化程度越低的细胞自我更新、多潜能与增值能力越强。如下图所示：

众所周知T细胞是适应性免疫的重要组成部分，在感染期间保护宿主免受入侵病原体的侵袭。一旦识别到激活信号，Na?ve T细胞和记忆T细胞将开始克隆扩张，触发分化成效应群体，并前往炎症部位消除病原体。然而，在慢性病毒感染中，如由人类免疫缺陷病毒（HIV）、乙型和丙型肝炎（HBV和HCV）引起的感染中，T细胞表现出功能受损，并在T细胞衰竭的状态下难以清除病原体。由于T细胞衰竭是异质性的，CD4⁺ 和CD8⁺ T细胞衰竭的确切特征还没有全面定义，T细胞衰竭仍然是一个广义术语，指的是效应T细胞因慢性病毒感染而功能障碍的状态。

在慢性病毒感染的情况下，特定病原体的持续刺激使效应T细胞进入功能失调状态，即T细胞衰竭。衰竭状态的特征是T细胞功能的逐步和渐进性丧失，这与T细胞的功能失活和细胞衰老不同。与CD4⁺ T细胞相比，CD8⁺ T细胞衰竭的特征在慢性病毒感染中更加明显。T细胞衰竭主要是由于病原体的持续过度刺激，导致免疫抑制细胞因子和受体的表达增加，帮助T细胞的数量减少。在衰竭状态下，效应T细胞的代谢发生紊乱，其对脂肪酸氧化（FAO）和氧化磷酸化（OXPHOS）产生能量的依赖发生逆转。也有报道线粒体动力学紊乱加重了T细胞衰竭；缺氧条件下连续刺激诱导的线粒体应激迅速驱动T细胞衰竭。

T细胞的代谢重编程能够更高效的产生能量以应对感染发生，而且为核苷酸、氨基酸、脂肪酸合成和线粒体功能的多种生化中间体提供能量，这些对T细胞的增殖、分化和正常功能发挥至关重要，而正常的效应T细胞代谢在应对急性感染过程中更加依赖于糖酵解与三羧酸循环来合成ATP，对脂肪酸氧化依赖程度低（下图）。效应CD4⁺ T胞似乎更依赖于葡萄糖来源碳合成脂肪酸，而调节性T（Treg）细胞需要外源性脂肪酸摄取，这可能导致了两类细胞行使不同的功能。

在T细胞耗竭状态下的代谢通路发生改变：不依赖于糖酵解，反而更加依赖脂肪酸氧化产能，同时氧化磷酸化更加强烈，产生更多的ROS，线粒体产生去极化，通过mTORC产生大量精氨酸酶1（Arginase1）如下图所示。

虽然对T细胞衰竭时代谢改变的特点还没有全面的研究，慢性感染中是否还有其他调节T细胞代谢的机制仍值得进一步研究。由于衰竭T细胞的代谢功能异常是复杂且异质性的，因此需要更多的研究来明确衰竭T细胞代谢功能异常的特征及其机制，包括线粒体在代谢过程中的角色与作用，以及是否可以通过药物干预或调整其在应对感染时的方式避免T细胞耗竭发生。