CTLA-4抑制劑是最早的免疫檢查點抑制劑。CTLA-4在T細胞表面表達，并調節T細胞早期階段活化的幅度。CTLA-4與T細胞表面的協同刺激分子(CD28)，具有高度的同源性，擁有相同的配體CD86(B7-2)或CD80(B7-1)，可功能卻相反。CTLA-4與B7分子結合會抑制T細胞的活化。因此阻斷免疫檢查點B7/CTLA-4，可以增強腫瘤特異性T細胞激活作用。
CTLA-4也通過激活CD8+T細胞來表達，這一過程中，其抑制輔助T細胞的下游活性，并增強調節(TREG)細胞的免疫抑制活性。CTLA?4主要調節淋巴器官在成熟早期的T細胞活化，移除CTLA-4抑制機制的抗體，僅針對已被抗原激發的T細胞，有助于選擇性靶向腫瘤細胞。
CTLA-4抑制劑應用于臨床中具有代表性的為百時美施貴寶的Yervoy(Ipilimumab)和阿斯利康的Tremelimumab。
Yervoy是一種全人源IgG1κ型單克隆抗體，獲FDA批準靜脈注射治療黑色素瘤。這種可針對CTLA-4的一種單克隆抗體，在正常情況下T細胞激活后可表達CTL-4，后者與同樣表達T細胞表面的CD28分子競爭性結合位于抗原呈遞細胞（APC）表面的B7家族免疫分子，從而抑制B7家族分子與CD28的結合效率，進而影響T細胞的活化，最終降低細胞毒性T細胞的腫瘤殺傷效力。該藥物還可以阻斷 CTLA-4與其配體B7分子的結合，從而可以促進T淋巴細胞的活化與增殖，達到提高機體對腫瘤的細胞免疫和體液免疫反應的抗瘤作用。多項研究顯示，該藥物聯合化療可有效提高為免疫相關無疾病進展生存期（irPFS）和PFS。
Tremelimumab是一種抑制 CTLA-4 受體的 IgG2 型單克隆抗體，處于治療頭頸癌、間皮瘤和非小細胞肺癌的臨床III試驗中。對十幾種實體瘤的治療處于臨床II期研究中。Ipilimumab 與 Tremelimemab 阻斷 CTLA-4 與 CD80 /CD86結合，從而促進T胞活化和增殖，達到消退腫瘤的目的。
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