CAR通常由一(yī)個胞外(wài)抗原結合域（如識别CD19的單鏈抗體(tǐ)序列scFv），一(yī)個鉸鏈區（促進抗原受體(tǐ)與腫瘤抗原的結合），一(yī)個跨膜區（用來固定CAR），一(yī)個T細胞激活結構域（CD3 ζ，提供T細胞活化的第一(yī)信号）以及一(yī)個或多個胞内共刺激結構域組成（CD28/4-1BB，提供T細胞活化的第二信号）。CAR的胞外(wài)抗原結合域源于抗體(tǐ)的抗原結合基序，可以連接VH和VL序列構建的單鏈可變區（single chain fragment variable, scFv），具有特異性識别某種特定腫瘤相關抗原的作用。CAR識别腫瘤相關抗原，随後通過胞内信号傳導結構域活化T細胞，刺激T細胞進行增殖，并發揮免疫效應，釋放(fàng)細胞因子，溶解腫瘤細胞。
曆經十餘年，CAR-T經曆了四代結構，每一(yī)代結構都是在各個細節上突破，使CAR-T往更爲精準、更爲高效、更爲持久的方向發展。T細胞的完全激活一(yī)方面依賴于胞外(wài)抗原結合域與抗原的結合所傳遞的第一(yī)信号，另一(yī)方面也需要共刺激分(fēn)子受體(tǐ)與其配體(tǐ)結合所傳遞的第二信号，而腫瘤細胞表面通常不表達這類共刺激配體(tǐ)。第一(yī)代CAR設計結構相對簡單，且并未考慮到這一(yī)點，從而緻使一(yī)代CAR-T細胞缺少必要的共刺激信号，無法完全激活其活性，表現爲體(tǐ)内擴增不良，在臨床試驗中(zhōng)的效果并不理想。在第一(yī)代的基礎上，第二代CAR引入一(yī)個共刺激結構域CD28或者4-1BB，在臨床試驗中(zhōng)顯著改善了CAR-T免疫活性激活的問題，并提高了其作用持久性。
第三代CAR則包含兩個共刺激結構域，一(yī)個爲CD28或4-1BB，另一(yī)個爲OX40、CD28或4-1BB。相比于二代CAR而已，三代CAR雖然在一(yī)些前臨床試驗數據中(zhōng)表現出更強更持久的作用活性，但也有報道指出，三代CAR可能會造成T細胞刺激阈值的降低，引起信号洩露，可能誘發細胞因子過量釋放(fàng)。2013年5月，美國貝勒醫學院發起了一(yī)項針對比較二代CD19 CAR-T（CD28）和三代CD19 CAR-T（CD28/4-1BB）在非霍奇金氏淋巴瘤、急性淋巴細胞白(bái)血病和慢(màn)性淋巴細胞白(bái)血病中(zhōng)的治療效果的臨床試驗，目前仍處于招募病人的階段（NCT01853631）。
由于腫瘤細胞具有異質性，一(yī)部分(fēn)腫瘤細胞不具有可被T細胞特異性識别的抗原，無法被傳統的CAR-T細胞識别并清除。這一(yī)問題或可通過四代CAR-T技術，募集除T細胞以外(wài)的免疫細胞至腫瘤所在區域來解決。四代CAR-T細胞又(yòu)被稱爲TRUCK T細胞 ( T-cells redirected for universal cytokine killing )，含有一(yī)個活化T細胞核因子（nuclear factor of the activated T cell, NFAT）轉錄相應元件，可以使CAR-T細胞在腫瘤區域分(fēn)泌特定的細胞因子（目前主要是IL-12），從而修飾腫瘤微環境，募集并活化其他免疫細胞進行免疫反應。目前，四代CAR-T療法已經在包括神經母細胞瘤在内的實體(tǐ)瘤治療的臨床試驗中(zhōng)開(kāi)展。
第二代CAR-T有較多的臨床數據支持，穩定性高且技術工(gōng)藝較爲成熟，是目前的主流技術。未來，随着新結構在臨床上的試驗推廣及生(shēng)産工(gōng)藝的改進，第三代、第四代CAR-T産品更爲優良的療效值得期待。