首批令人鼓舞的报告之一来自美国国家癌症研究所( NCI )的研究人员，他们在2010年发表了一份案例研究，其中一名滤泡性淋巴瘤患者在接受化疗预处理后，输注共表达CD28刺激结构域的二代CD19 CAR逆转录病毒载体转导的T细胞获得了极大的部分缓解( PR )。在这一突破后不久，宾夕法尼亚大学( UPENN )的Carl June小组发表了早期临床结果，显示用表达带有4 - 1BB共刺激结构域的CD19 CAR的慢病毒载体转导的T细胞产生了非常高的抗白血病功效。三名接受治疗的晚期慢性淋巴细胞白血病( CLL )患者中有两名患者完全缓解，一名患者部分缓解。试验完全登记后的结果最近公布，总应答率为57 %， 14名接受治疗的患者中有4名患者完全缓解和4名部分缓解。此外，在获得完全缓解的两名患者中，CAR-T细胞持续存在并保持功能超过4年，且没有复发。
当与ibrutinib联合使用时，CD19 CAR-T细胞的功能可能会得到进一步改善，ibrutinib是布鲁顿酪氨酸激酶( BTK )的小分子抑制剂，与B细胞活化和增殖增加相关联。宾夕法尼亚大学、纪念斯隆·凯特琳癌症中心( MSKCC )和国家癌症研究所的小组报告了CD19重定向T细胞的最显著反应，这三项试验中大约65名患者的CR率在70 %至90 %之间。令人鼓舞的临床结果也出现在患有难治性B细胞淋巴瘤的患者中，包括七分之四的弥漫性大B细胞淋巴瘤( DLBCL )患者输注CD19 CAR-T细胞获得完全缓解。
但与此相比，很难看到CAR-T细胞在实体肿瘤中的临床疗效。通过用CAR-T细胞靶向神经母细胞瘤上表达的双唾液酸神经节苷脂 GD2，贝勒医学院的研究人员报道了11名活动期患者中的3名患者获得完全缓解。在实体肿瘤的公开临床方案中，靶向间皮素，人表皮生长因子受体家族成员( HER2 / ERBB 2和HER1 / EGFR )及神经母细胞瘤相关的GD2抗原的CAR占主导地位。同时，越来越多的靶点正在临床试验中被研究，包括MUC1、癌胚抗原（CEA）、成纤维细胞活化蛋白（FAP）及血管内皮细胞生长因子受体2（VEGFR2）。
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