一个典型的CAR主要由四部分组成：负责识别靶抗原的胞外抗原识别域（通常用scFv），提供空间柔性的铰链区，将CAR固定于细胞膜上的跨膜结构域和负责激活细胞功能的胞内信号域。

▲ 嵌合抗原受体（CAR）指导免疫细胞重新识别、结合并消除表达特定靶抗原的细胞

当CAR与靶细胞表面抗原结合后，细胞内信号会迅速激活，免疫细胞就释放穿孔素和颗粒酶裂解靶细胞，直接杀伤目标细胞，同时分泌多种细胞因子，驱动自身持续增殖，最终促使肿瘤细胞凋亡。

早期的第一代CAR仅搭载单一个CD3ζ信号域，细胞活化能力弱，体内存续时间短，临床效果并不理想。后续的第二代、第三代CAR整合了CD28、4-1BB等共刺激信号域，同时解决了活化强度和持久性的问题，这才让CAR技术在临床领域迅速发展，这也是目前临床上最主流的设计。

CAR-T细胞疗法是目前应用最成熟、产业化程度最高的CAR技术。

疗法的大致流程是这样：从患者自身或健康供体分离出T细胞，通过病毒载体或其他递送平台导入CAR基因，在体外进行扩增，最后回输到患者体内。这些CAR-T细胞进入体内后，能持续识别并杀伤表达特定抗原的肿瘤细胞，还会进一步扩增，从而维持较长时间的治疗效果。

目前CAR-T已经在多种血液肿瘤治疗中展现出不错的效果，已经有多款产品已经获批上市，

不过诸多短板也制约了它的进一步发展。

安全性是最首要的问题，包括聚细胞因子释放综合征（CRS）、神经毒性问题；另外抗原逃逸以及复杂的个体化生产流程也限制了CAR-T的大规模应用。在实体瘤治疗中中，肿瘤微环境抑制、浸润能力不足等问题，也让CAR-T面临更大的挑战。

为突破这些局限，研究者开始把CAR的思路应到更多免疫细胞中。

CAR-NK是这几年最受关注的方向之一。自然杀伤细胞（NK）是人体天然免疫系统的重要组成部分，本身具有识别和清除异常细胞的能力。在导入CAR后，它既保留了广谱杀伤力，又获得了针对特定靶点的精准识别能力。

相比CAR-T，CAR-NK最大的优势不在于疗效，而是安全性和可制造性。NK细胞几乎不会引发移植物抗宿主病（GVHD），发生细胞因子释放综合征的概率也显著更低，具有更高的安全窗口。

更重要的一点是，CAR-NK能够利用健康供体细胞进行规模化生产，有望在未来实现标准化和“即用型”（off-the-shelf）生产，不需要为每位患者单独定制，特别适合急需治疗的患者。

另一条重要路线是CAR-M（CAR巨噬细胞）。巨噬细胞本身就是肿瘤微环境中的重要组成部分，不仅参与吞噬病原体和异常细胞，还负责抗原呈递、炎症调控以及组织修复等多种生物学过程。

相较于以直接杀伤为主的CAR-T和CAR-NK，CAR-M更强调重塑肿瘤局部免疫环境，因此在实体瘤治疗中展现出独特潜力。已有早期研究显示，CAR-M不仅具有较好的安全性，还能够有效浸润实体瘤组织，改善免疫抑制微环境，并进一步激活机体内源性免疫反应。

无论是CAR-T、CAR-NK还是CAR-M，最终都需要把CAR基因导入目标细胞。递送方式的选择直接关系到CAR的表达时效、安全性、工艺复杂度及临床适应症范围，是药物开发早期的一个关键决策。

病毒载体是目前长期稳定表达CAR的主流方案，这其中应用最广泛的是慢病毒载体。慢病毒可以将CAR基因稳定整合至宿主基因组，实现长效持续表达，已经成为多数CAR-T产品的首选递送方式。

近几年In Vivo CAR概念兴起，让慢病毒再次迎来新的机会。这一方案通过慢病毒载体直接转导患者体内的内源性免疫细胞，省去了复杂的体外分离、活化与扩增步骤，从而简化了制备流程，缩短了治疗时间，并扩大了患者适用范围。

对于需要短期表达的应用场景，非病毒递送方案更有优势。例如LNP封装的IVT RNA递送系统，具有快速表达、低免疫原性、不整合基因组的等优点。除此之外，质粒DNA、转座子系统等非病毒方案也在不断发展。这些方案的优势有载荷容量大、生产成本低等，但在递送效率、细胞活性以及工艺稳定性方面仍有短板。

没有一种递送方案能够适用于所有CAR产品，所以在选择载体时，需要综合考虑预期的应用场景、靶细胞类型、CAR表达持续时间、给药策略以及对基因组整合风险等种种因素。

如何让CAR疗法更加高效可靠？需要从载体骨架、CAR分子设计、靶细胞类型和临床场景等多个方面进行优化。

病毒假型化（Pseudotyping）是提高转导效率最常用的手段。通过更换或改造病毒包膜蛋白，可以增强病毒对特定免疫细胞的感染能力，提高体内外递送效率。

先前有研究表明BaEV假型策略可提升T细胞和NK细胞的转导效率，但由于其高毒性和可制造性问题，目前VSV-G假型化已成为主流选择。对VSV-G开展进一步工程改造，可提升病毒产量、体内递送效率以及CAR表达的一致性，为全身性以及重复给药提供支持。

CRISPR/Cas基因编辑也是一个重要的优化策略。CRISPR带来的改变，并不仅仅是敲掉某一个基因，更重要在于让CAR表达变得更加精准、更加可控。例如，通过敲除PD-1等免疫抑制因子，可以增强CAR细胞的持续活性；或者把CAR基因敲入TRAC等安全位点，则能够避免随机整合带来的插入突变风险，让CAR表达更加均一稳定。

CAR分子结构的设计优化也非常重要。对抗原识别域、铰链区、跨膜结构域及细胞内信号传导域的优化，能够提高CAR的亲和力、可靠性和表达稳定性。使用双重共刺激域，已被证明能同时提升快速初始激活能力和长期生存率。此外，通过抗体发现技术改进CAR设计，可进一步增强CAR活性。例如，采用装甲化CAR或诱导型CAR已被证实能增强抗肿瘤活性。

启动子的选择也会显著影响最终的疗效。组成型启动子能够驱动CAR高效稳定表达，适用于传统体外制备细胞药；细胞特异性启动子可把CAR表达限定在特定免疫细胞亚群，极大降低脱靶毒性，在体内CAR应用中具有重要价值。实际开发中，需要根据治疗场景与递送方式，选择最适配的启动子方案。

从总体来看，目前的行业竞争已经不再局限于受体设计，而是逐渐延伸至递送平台、工艺开发、生产制造以及临床转化能力等整个技术体系。围绕这些关键环节，VectorBuilder云舟生物已经搭建起覆盖病毒载体、mRNA-LNP等多种载体开发及GMP级生产的一站式CAR工程平台，可提供从载体设计、工艺开发到CMC与临床转化支持的完整解决方案，为创新CAR疗法研发提供全流程支撑。