发展历程

CAR T细胞疗法起源于20世纪80年代，最初由以色列科学家Eshhar等人提出。经过几代技术的迭代，CAR T细胞不断优化，从单一信号到多信号共刺激，再到分泌细胞因子增强功能，如今已成为治疗血液系统恶性肿瘤的重要手段，并在实体瘤治疗中展现出巨大潜力。

结构设计

CAR T细胞的核心是嵌合抗原受体（CAR），它由几个关键部分组成：

1.胞外结构域：主要包括抗原识别结构域（如单链可变片段scFv）和铰链区。scFv是CAR特异性结合肿瘤抗原的基础，由单克隆抗体的轻链（VL）和重链（VH）通过多肽连接而成。铰链区连接scFv和跨膜结构域，其长度取决于靶细胞抗原表位的位置及暴露程度。

2.跨膜结构域：将CAR的胞外结构域与胞内信号转导结构域连接，常用的跨膜结构域来源于CD4、CD8α、CD28和CD3ζ等分子。

3.胞内结构域：由共刺激域和信号转导结构域构成。共刺激域通常来自CD28受体家族（如CD28、ICOS）或肿瘤坏死因子受体家族（如4-1BB、OX40、CD27），可协同共刺激分子和细胞内信号的双重活化，使T细胞持续增殖并释放细胞因子，提高T细胞的抗肿瘤能力。信号转导结构域通常为T细胞受体TCR/CD3ζ链或免疫球蛋白Fc受体FcεRIγ链，含有免疫受体酪氨酸活化基序（ITAMs），发挥T细胞信号转导功能。

作用机制

CAR T细胞的作用机制主要包括以下几个方面：

1.直接细胞毒性：CAR T细胞识别并结合靶细胞后，通过释放穿孔素和颗粒酶（如颗粒酶B）诱导靶细胞凋亡。此外，CAR T细胞还可以通过Fas-FasL轴介导靶细胞死亡。

2.细胞因子分泌：CAR T细胞激活后会分泌多种细胞因子，如TNF-α、IFN-γ、IL-2和IL-6等。这些细胞因子不仅能够增强CAR T细胞的抗肿瘤活性，还可以激活和招募其他免疫细胞（如NK细胞、B细胞和巨噬细胞）参与抗肿瘤反应。然而，细胞因子的大量分泌也可能导致细胞因子释放综合征（CRS）等严重的不良反应。

3.间接抗肿瘤作用：CD4+ CAR T细胞通过分泌IFN-γ等细胞因子激活巨噬细胞，增强其吞噬功能，并上调肿瘤细胞表面的MHC I类分子表达，从而增强肿瘤细胞对免疫系统的敏感性。此外，IFN-γ还可以通过上调肿瘤细胞表面的Fas受体表达，增强CAR T细胞的Fas-FasL介导的细胞毒性作用。

五代CAR T细胞的特点

1.第一代CAR T细胞：依赖CD3ζ来介导T细胞的激活，由于缺乏胞内共刺激信号，不能提供长时间的T细胞扩增信号，因此临床疗效有限。

2.第二代CAR T细胞：在胞内信号转导区增加了一个共刺激信号分子（如CD28、4-1BB），显著增强了IL-2的产生能力和对肿瘤的杀伤力，但疗效仍不持久。

3.第三代CAR T细胞：在胞内信号转导区增加了两个共刺激信号分子（如CD28、4-1BB或CD134），进一步提升了细胞的增殖和杀伤能力，但临床试验结果表明其疗效和安全性与第二代相比并无显著差异。

4.第四代CAR T细胞：也称为TRUCKs（T细胞重定向用于抗原非限制性细胞因子介导杀伤的T细胞），在胞内信号转导区引入了促炎症细胞因子（如IL-12、IL-15、IL-18等）和共刺激配体，旨在克服肿瘤免疫微环境的抑制，并通过细胞因子招募旁观者T细胞参与抗肿瘤反应。

5.第五代CAR T细胞：在第二代的基础上添加了激活其它信号通路的共刺激结构域（如IL-2Rβ胞内结合STAT3/5的结构域等），旨在实现T细胞功能的全面增强，并推动CAR T细胞疗法向通用型、规模化生产和治疗的方向发展。