CAR-T療法就是嵌合抗原受體T細胞免疫療法，英文全稱Chimeric Antigen Receptor T-Cell Immunotherapy。這是一種治療腫瘤的新型精準靶向療法，近幾年通過優化改良在臨床腫瘤治療上取得很好的效果，是一種非常有前景的，能夠精準、快速、高效，且有可能治愈癌癥的新型腫瘤免疫治療方法。這種免疫治療方法發展迅速，食品藥品監督管理局（FDA）已經批準的CAR-T細胞用于治療淋巴瘤和白血病。
T細胞激活需要多個信號才能實現完整和最佳的效應子功能。這些包括TCR參與（Signal 1），共刺激因子（Signal 2）和細胞因子感測（Signal 3）。CARs旨在模仿TCR復合體的功能，并逐步進化以整合其他信號。正在進行的研究工作集中于將CAR-T細胞用作其他癌癥的療法，并通過優化其設計來提高功效和安全性。
CAR結構設計可分為3個部分：1）涉及抗原識別的細胞外結構域。該區域由（特異性）識別腫瘤相關抗原（TAA）的scFv組成，scFV是固定在T細胞上通過2）跨膜結構域，其由CD3，CD8，CD28或FcεRI的跨膜區域組成。該區域連接到3）細胞內區域，該區域由CD8，CD28或CD137和CD3ζ的胞質區域組成。在這里，嘗試總結下目前第一代，第二代，第三代以及第四代CAR-T療法載體設計中針對胞內域的修改或者優化。
第一代CARs：抗原結合結構域直接與TCR恒定鏈CD3ζ的細胞內部分融合。第一代CAR通過CD3ζ中基于免疫受體酪氨酸的激活基序（ITAM）域的磷酸化來啟動激活級聯反應。但是該信號不足以激活靜止的T細胞。因此，最初的臨床試驗結果令人失望。
第二代CARs：為了克服第一代CARs的問題，將來自其他受體例如CD28、4-1BB（CD137）的共刺激域融合到CAR的細胞內片段，以改善T細胞的激活，增殖和存活。這一設計策略在一項出色的臨床研究中得到了證明，淋巴瘤患者接受了針對相同抗原的第一代和第二代CAR-T細胞的混合物輸入。通過對輸注后樣品的持久性進行分析，作者發現CD28的加入與第一代相比，對CD19 CAR-T細胞的共刺激增加了細胞的擴增和存活。總體而言，CD28共刺激可提供強大的細胞活化和擴增反應，但這似乎是以降低CAR-T細胞長期持久性為代價的。而4-1BB（CD137）能夠改善CAR-T細胞的長期持久性，促進CD8+T細胞的記憶。在此基礎上，第三代CARs就出現了。
第三代CARs：在第二代的基礎上增加了其他信號域，并有望增強T細胞的活化，增殖和存活。將CD28和4-1BB（CD137）作為第三代的共刺激分子，相比第二代具有更大的體內擴增能力和更長的持久性。文章In Vivo Fate and Activity of Second- versus Third-Generation
CD19-Specific CAR-T Cells in B Cell Non-Hodgkin's Lymphomas就很好的說明了這點。但也有一些研究表明第二代CAR-T細胞的性能優于第三代CAR-T細胞。結果表明，包含CD28作為共刺激對PSCA有特異性的第二代CAR-T細胞在實體腫瘤模型中比包含CD28和4-1BB作為共刺激的第三代CAR誘導了更有效的抗腫瘤免疫應答。此結論在A novel chimeric antigen receptor against prostate stem cell antigen
mediates tumor destruction in a humanized mouse model of pancreatic cancer（Hum Gene Ther. 2014 Dec;25(12):1003-12. doi: 10.1089/hum.2013.209）文章中有體現。這些文章都強調需要更深入地了解調節CAR功能的結構與功能之間的關系。這一知識將有助于CAR輸出信號的微調，以實現最有效的抗腫瘤反應。
第四代CARs：引入一個細胞內結構域，該結構域能夠觸發原本由細胞因子誘導的信號（Signal 3）進一步增強T細胞應答。第四代，也稱為TRUCK，即T cells redirected for universal
cytokinemediated killing，既具有共刺激因子又具有促炎因子，例如白介素IL-12，
從而提高T細胞功效。第四代CAR不僅限于IL-12，已開發出不同類型的分子用于構建TRUCK。這些細胞因子包括IL-15（類似于IL-12，這種白介素可增強T記憶干細胞的發育）、IL-18，以及組成性活躍的細胞因子受體，例如IL-7受體（C7R），其目的是克服細胞因子毒性的風險。TRUCKs的其他一些測試包括敲除基因（PD-1或DGK）和敲入基因（TRAC或CXCR4），其目的是改善CAR表達和抗腫瘤活性。
考慮到最終控制抗腫瘤功效的變量眾多，似乎每種腫瘤類型，胞外域和/或靶抗原的每種特異性共刺激信號的貢獻可能是不同的。因此為了解決這些系統的復雜性，并為合理設計下一代CAR-T細胞的合理設計準則，將需要對CAR方面的共刺激分子免疫生物學進行系統的重新評估。下一代CAR-T細胞產品應整合新功能，以解決目前該技術治療的腫瘤類型少的問題，副作用大，治療費用昂貴，制備時間長等問題。但是無論采用哪種方法，都需要對CAR信號以及T細胞，腫瘤細胞及其環境之間的相互作用有更詳細的了解，以定制CAR-T細胞的設計以獲得最佳治療效果。