Kháng nguyên virus Newcastle khi vào cơ thể sẽ kích thích cơ thể sinh ra đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào và đáp ứng miễn dịch dịch thể.
a. Miễn dịch qua trung gian tế bào
Đáp ứng miễn dịch sớm nhất của cơ thể đối với virus Newcastle là miễn dịch qua trung gian tế bào. Theo Timms (1977) miễn dịch qua trung gian tế bào xuất hiện chỉ sau 2 – 3 ngày cơ thể được tiếp xúc với virus vacxin sống. Điều này giải thích tại sao những đàn gà đã sử dụng vacxin bảo hộ với các chủng cường độc trước khi đo được hàm lượng kháng thể (Allan và Gough, 1976). Tuy nhiên, những nghiên cứu sau đó đã kết luận rằng miễn dịch qua trung gian tế bào không bảo hộ được gà chống lại những virus cường độc tự nhiên (Reynolds et al. 2000). Theo Timms và Alexander (1977) đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào đối với Newcastle không rõ nét bằng đáp ứng miễn dịch dịch thể.
b. Miễn dịch dịch thể
ứng trung hoà virus. Kháng thể trung hoà xuất hiện song song với kháng thể gây ngăn trở ngưng kết hồng cầu nhưng phản ứng ngăn trở ngưng kết hồng cầu thường được sử dụng để đánh giá hàm lượng kháng thể hơn phản ứng trung hoà virus, đặc biệt trong việc đánh giá hiệu giá kháng thể của gà sau khi sử dụng vacxin (Allan et al. 1978).
Trong quá trình đáp ứng miễn dịch dịch thể đối với virus Newcastle, sự hình thành kháng thể cũng tuân theo quy luật chung. Khi virus Newcastle xâm nhập cơ thể, kháng thể không sinh ra ngay lập tức mà phải có một thời gian tiềm tàng. Sau 6 – 10 ngày, kháng thể mới xuất hiện và tăng dần, đạt mức cao nhất sau khoảng 3 – 4 tuần, sau đó giảm dần và biến mất sau một thời gian (Allan et al. 1978).
Thời gian tồn tại của kháng thể dài hay ngắn, lượng kháng thể tồn tại nhiều hay ít, phụ thuộc vào chủng virus. Khi gà bị nhiễm chủng virus độc lực càng cao mà khỏi bệnh thì lượng kháng thể.tồn tại rất lâu có khi đến 1 năm, còn những chủng virus có độc lực thấp như các virus nhóm lentogen thì thời gian tồn tại kháng thể rất ngắn. Hàm lượng kháng thể kháng virus Newcastle tồn tại trong cơ thể một thời gian rồi bị đào thải, nên khi xác định được hàm lượng kháng thể giảm xuống thì phải tiêm phòng nhắc lại để tạo trạng thái miễn dịch cao cho cơ thể.
Virus Newcastle lần đầu tiên xâm nhập vào cơ thể sẽ gây ra đáp ứng miễn dịch sơ cấp. Trong quá trình này, lớp kháng thể tạo ra ban đầu chủ yếu là IgM, sau đó là lớp IgG được tạo ra yếu hay trung bình. Khi virus xâm nhập lại lần thứ hai sẽ tạo ra đáp ứng miễn dịch thứ cấp, trong quá trình này lớp kháng thể được tạo ra chủ yếu là IgG, còn lớp IgM chỉ có lượng rất ít.
Cùng với các lớp globulin miễn dịch có trong huyết thanh do tương bào của các tổ chức lympho, lá lách sản xuất ra, còn có vai trò quan trọng của các lớp globulin miễn dịch cục bộ do các tương bào của tổ chức lympho dưới niêm mạc tiết ra, đổ vào màng nhầy đệm ở đường hô hấp trên và đường tiêu hoá của gà, tạo ra miễn dịch cục bộ cho cơ thể. Các globulin miễn dịch ở đường hô hấp trên và đường tiêu hoá xuất hiện cùng thời điểm với kháng thể dịch thể và chủ yếu là lớp IgA và một số ít IgG (Parry and Aitken, 1977).