CAR的结构包括胞外区、铰链区、跨膜区和胞内信号肽区。胞外区主要是抗原特异性单克隆抗体单链可变区序列，包括重链可变区和轻链可变区，二者以铰链连接。其主要作用是以非MHC（Majorhistocompatibilitycomplex，主要组织相容性复合体）限制性的方式特异性识别靶细胞/肿瘤细胞表面的抗原，向胞内传递T细胞活化信号。铰链区使得嵌合抗原受体更加灵活，促进抗原受体与肿瘤抗原的结合；跨膜区是CD4、CD8、CD28等跨膜蛋白分子，起到辅助传递T细胞活化信号的作用；胞内信号肽区主要是Ｔ细胞受TCR/CD3ζ链，负责向胞内传递第一活化信号。活化的T细胞大量增殖，并通过分泌颗粒酶、穿孔素、IFN-γ和TNF-α等细胞因子直接杀伤靶点肿瘤细胞。
（图源：CAR-Tdesign:Elementsandtheirsynergisticfunction）
2002年，纪念斯隆·凯特琳癌症中心的MichelSadelain团队，在CAR结构中引入了CD28共刺激因子，对提高初始T细胞获得持久的体外增殖和较强的细胞因子分泌起到了很好的效果，在临床试验中显著改善了CAR-T免疫活性激活的问题，并提高了其作用持久性。2004年，共刺激因子4-1BB被发现也能起到激活T细胞的作用。第二代CAR在目前的研究中运用最广泛。
2012年，研究者们在CAR结构中引入2个共刺激因子，相比于第二代CAR来说，第三代CAR在一些前临床试验数据中表现出更强更持久的作用活性，但也有报道指出，三代CAR可能会造成T细胞刺激阈值的降低，引起信号泄露，可能诱发细胞因子过量释放。
四代CAR-T细胞又被称为TRUCKT细胞(T-cellsredirectedforuniversalcytokinekilling)，其在CAR-T细胞中引入了一个细胞因子（主要是IL-12），从而修饰肿瘤微环境，募集并活化其他免疫细胞进行免疫反应。
(图源：AACR)
1）细胞分离：血细胞分离机采集肿瘤患者血液中的单个核细胞（PBMC）；
2）T细胞的激活：冷链运输到GMP标准的细胞实验室内分离并激活PBMC中的T细胞；
3）基因修饰：构建携带CAR的慢病毒载体，转入T细胞中，继续培养扩增至治疗所需剂量；
4）质量检测：CAR-T细胞经检测合格后，冷链运输到医院通过静脉回输至患者体内；
5）监控：观察疗效并严密监测不良反应，整个疗程持续3个星期左右。
虽然CAR-T疗法已取得一定进步，但在体内增殖、持续性、肿瘤识别和杀伤能力、安全性与克服副作用等方面，还需要持续完善。
共刺激分子胞内区的嵌入的功能区会影响CAＲ-T的体内活性和持续性。研究表明在CAＲ结构中嵌入CD28能显著改善一代CAＲ-T在B细胞淋巴瘤患者体内的扩增和持续性。目前已有CD28、CD137、CD134、ICOS和DAP10等多种共刺激分子的胞内区用于二代CAR的研究[1]。
图AT细胞受体的结构：由异源二聚体形式的抗原特异性α和β链组成，α和β链与CD3复合体的εδγ和ζ链紧密相连。T细胞受体与HLA结合。
图BCAR：包括与肿瘤抗原结合的单链可变片段（scFv）和细胞内的共刺激结构域，如CD28和4-1BB以及CD3ζ链，它们驱动信号激活和CART细胞扩增。
（图源：LongoDL,JuneCH,MichelS.ChimericAntigenReceptorTherapy[J].NewEnglandJournalofMedicine,2018,379(1):64-73.）
不同载体系统的比较[3]：
1、CAR-T疗法的优势
1）无MHC限制性
2）可识别的抗原种类多
3）可以在体内继续增殖
2、CAR-T疗法的局限性
1）毒副作用
2）血液肿瘤可能复发，实体瘤治疗效果差
3）制备费用高，难以产业化
基于CAR-T治疗暴露出的局限性，目前有关CAR-T的研究和开发，主要围绕自杀开关，消除标记，药理抑制和双分子CAR设计四个方向来进行，旨在降低CAR-T细胞毒性和提高CAR-T治疗的有效性[4]。
（图源：SchmidtsA,WehrliM,MausMV.TowardBetterUnderstandingandManagementofCAR-TCell–AssociatedToxicity[J].AnnualReviewofMedicine,2021,72(1).）
参考文献：
[1]LongoDL,JuneCH,MichelS.ChimericAntigenReceptorTherapy[J].NewEnglandJournalofMedicine,2018,379(1):64-73.
[2]中国医药生物技术协会《嵌合抗原受体修饰T细胞（CAR-T细胞）制剂制备质量管理规范》.
[3]唐晓义,陈虎,张斌.嵌合抗原受体修饰T细胞免疫治疗的机遇与挑战[J].解放军医药杂志,2015,000(001):12-25.[4]SchmidtsA,WehrliM,MausMV.TowardBetterUnderstandingandManagementofCAR-TCell–AssociatedToxicity[J].AnnualReviewofMedicine,2021,72(1).