เวกเตอร์ไวรัส

เวกเตอร์ไวรัส  เป็นวิธีที่นักชีววิทยาใช้ส่งยีน (genetic material) เข้าไปในเซลล์
ซึ่งสามารถทำกับสิ่งมีชีวิตที่ยังเป็น (in vivo) หรือกับเซลล์ที่เพาะเลี้ยง (in vitro)
ไวรัสได้วิวัฒนาการจนมีกลไกพิเศษเพื่อส่งจีโนมของตนเข้าไปในเซลล์ที่ติดเชื้อ
การส่งยีนหรือวัสดุยีน (genetic material) อื่น#เปลี่ยนทาง ๆ โดยใช้เวกเตอร์เป็นกระบวนการที่เรียกว่า การถ่ายโอนยีน (transduction)
ซึ่งนักอณูชีววิทยาได้ใช้เป็นครั้งแรกในช่วง#เปลี่ยนทาง 
นักชีวเคมีชาวอเมริกันผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีได้ใช้ไวรัส SV40 ที่ดัดแปลงเพื่อให้มีดีเอ็นเอของไวรัสทำลายแบคทีเรีย λ (lambda phage) เพื่อส่งยีนเข้าไปในเซลล์ไตของลิงที่เพาะไว้
นอกจากจะใช้ในงานวิจัยทางอณูชีววิทยาแล้ว เวกเตอร์ไวรัสยังใช้ในยีนบำบัด (gene therapy) และวัคซีน
คุณสมบัติ.
แม้เวกเตอร์ไวรัสจะดัดแปลงเพื่อประยุกต์ใช้โดยเฉพาะ#เปลี่ยนทาง ๆ แต่ปกติก็มีคุณสมบัติสำคัญบางอย่างคล้าย#เปลี่ยนทาง ๆ กัน
การประยุกต์ใช้.
งานวิจัยพื้นฐาน.
เวกเตอร์ไวรัสดั้งเดิมพัฒนาขึ้นเพื่อใช้เป็นทางเลือกของกระบวนการ transfection
เพื่อส่ง naked DNA
เข้าไปในเซลล์ในการทดลองทางอณูพันธุศาสตร์
เทียบกับวิธีการ transfection ธรรมดา (เช่น calcium phosphate precipitation) การถ่ายโอนยีนผ่านไวรัส (transduction) สามารถทำให้เซลล์เกือบเต็มร้อยติดเชื้อโดยไม่มีผลอย่างรุนแรงต่อความอยู่รอดของเซลล์
อนึ่ง ไวรัสบางอย่างรวมกลายเป็นส่วนจีโนมของเซลล์จึงทำให้ยีนของไวรัสคงอยู่ได้อย่างเสถียร
ยีนที่เข้ารหัสโปรตีนสามารถให้เซลล์แสดงออกได้โดยใช้เวกเตอร์ไวรัส บ่อยครั้งเพื่อศึกษาการทำงานของโปรตีนนั้น#เปลี่ยนทาง ๆ
เวกเตอร์ไวรัสโดยเฉพาะรีโทรไวรัส (retrovirus) ซึ่งแสดงออกยีนส่อ (marker gene) อย่างเสถียรโดยเป็นยีนเช่น Green fluorescent protein (GFP) ได้ใช้อย่างกว้างขวางเพื่อ "ติดป้าย" เซลล์แล้วติดตามเซลล์และลูกหลานของมัน เช่น ในการทดลอง xenotransplantation
ที่เซลล์อันติดเชื้อไวรัสจะปลูกถ่ายให้กับสัตว์ถูกเบียน (host)
การแทรกยีน (gene insertion) ที่สามารถทำได้ด้วยเวกเตอร์ไวรัส มีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าวิธีการน๊อกเอาท์ยีน (gene knockout)
แต่ถ้าต้องการลดระดับการแสดงออกของยีน (gene silencing) การแทรกยีนบางครั้งก็มีผลที่ไม่เฉพาะเจาะจงต่อยีนอื่น#เปลี่ยนทาง ๆ จึงอาจให้ผลที่ไม่แน่นอน
ยีนบำบัด.
ยีนบำบัดเป็นเทคนิคแก้ไขยีนที่ก่อโรค
ในอนาคต อาจเป็นวิธีรักษาโรคทางพันธุกรรมต่าง#เปลี่ยนทาง ๆ เช่น ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องหลายอย่างรวมกันแบบรุนแรง (SCID) ซิสติกไฟโบรซิส หรือแม้แต่ฮีโมฟิเลียชนิดเอ
เพราะโรคเหล่านี้เกิดจากการกลายพันธุ์ของลำดับดีเอ็นเอที่เข้ารหัสยีนโดยเฉพาะ#เปลี่ยนทาง ๆ ยีนบำบัดที่ทดลองได้ใช้ไวรัสเพื่อส่งยีนที่ปกติคือไร้โรคเข้าไปในเซลล์ร่างกายของคนไข้
ซึ่งแม้จะประสบความสำเร็จอย่างมาก
แต่ก็ยังต้องแก้ไขปัญหาเนื่องกับวิธีหลายอย่างก่อนจะนำมาใช้ได้อย่างทั่วไป
เช่น พบว่า การตอบสนองของภูมิคุ้มกันต่อไวรัสไม่เพียงขัดขวางการส่งยีนไปยังเซลล์เป้าหมาย แต่ยังสามารถสร้างภาวะแทรกซ้อนที่รุนแรงด้วย
การทดลองยีนบำบัดแรก#เปลี่ยนทาง ๆ ในปี#เปลี่ยนทาง 1999 ทำให้วัยรุ่นชายคนหนึ่งเสียชีวิตเมื่อรักษาด้วยเวกเตอร์ที่เป็นอะดีโนไวรัส
เวกเตอร์ไวรัสบางอย่าง เช่น รีโทรไวรัสแกมมา (gamma retrovirus) แทรกจีโนมของตนเข้ากับโครโมโซมของเซลล์ถูกเบียนที่ตำแหน่งอันเหมือนจะเป็นสุ่ม ซึ่งขัดขวางการทำงานปกติของยีนแล้วก่อมะเร็ง
ในการทดลองยีนบำบัดที่ใช้ไวรัสนี้เพื่อรักษาโรค SCID ในปี#เปลี่ยนทาง 2002 คนไข้ 4#เปลี่ยนทาง คนเกิดมะเร็งเม็ดเลือดขาวโดยเป็นผลของการรักษา
แต่ 3#เปลี่ยนทาง คนก็รักษาหายด้วยเคมีบำบัด
เวกเตอร์ที่เป็น adeno-associated virus ปลอดภัยมากกว่าในเรื่องนี้เพราะประกอบเข้ากับจีโนมมนุษย์ที่ตำแหน่งเดียวกัน และสามารถใช้กับโรคหลายอย่าง เช่น โรคอัลไซเมอร์
วัคซีน.
วัคซีนมีเวกเตอร์เป็น#เปลี่ยนทาง ๆ (live vector vaccine) เป็นวัคซีนที่ใช้ไวรัสที่ทำให้อ่อนแอด้วยสารเคมีเพื่อส่งส่วนของจุลชีพก่อโรคแล้วกระตุ้นภูมิคุ้มกันให้ตอบสนอง
ปัจจจุบันกำลังพัฒนาไวรัสที่แสดงออกโปรตีนของจุลชีพก่อโรคเป็นวัคซีนต่อต้านจุลชีพเหล่านั้น โดยมีข้อดีเช่นเดียวกับวัคซีนดีเอ็นเอ
ยีนที่ใช้ในวัคซีนนี้ปกติจะเข้ารหัสโปรตีนที่ผิวของจุลชีพก่อโรคซึ่งเป็นแอนติเจน
แล้วก็จะแทรกยีนเข้าไปในจีโนมของไวรัสที่ไม่ก่อโรคเพื่อใช้เป็นพาหะนำยีน
เมื่อไวรัสที่ไม่ก่อโรคเข้าไปในเซลล์ร่างกายแล้ว ยีนก็จะแสดงออกเป็นโปรตีน (คือเป็นแอนติเจน) ที่ผิวของเซลล์แล้วก่อการตอบสนองของภูมิต้านทาน
ตัวอย่างก็คือ วัคซีนโควิด-19 AZD1222 ของมหาวิทยาลัยออกซฟอร์ด/บริษัทแอสตราเซเนกา เวกเตอร์ไวรัสในกรณีนี้เป็นอะดีโนไวรัสของชิมแปนซีที่ปกติไม่ก่อโรคในมนุษย์ แล้วนำมาดัดแปลงใส่ยีนโปรตีน spike ซึ่งมีอยู่ที่ผิวของอนุภาคไวรัสโควิด SARS-CoV-2 โดยอะดีโนไวรัสจะทำให้แพร่พันธุ์ต่อไปไม่ได้ อะดีโนไวรัสนี้ใช้เป็นเวกเตอร์/พาหะส่งยีนโปรตีนของไวรัสโควิด-19 ไปที่เซลล์ของมนุษย์ซึ่งก็จะแสดงออกโปรตีนนี้ แล้วทำให้ภูมิคุ้มกันตอบสนอง ดังนั้น ถ้าคนที่ได้วัคซีนติดเชื้อโควิดต่อมา ภูมิคุ้มกันก็จะรู้จักโปรตีนของไวรัสโควิด-19 แล้วจึงตอบสนองป้องกันโรคได้อย่างรวดเร็ว
ลิมโฟไซต์แบบ T สามารถระบุเซลล์ที่ติดเชื้ออาศัยโปรตีนแปลกปลอมที่เซลล์ผลิต
การตอบสนองของเซลล์ T สำคัญอย่างยิ่งเพื่อป้องกันการติดเชื้อไวรัสและโรคต่าง#เปลี่ยนทาง ๆ เช่น มาลาเรีย
วัคซีนที่ใช้ไวรัสเป็นเวกเตอร์จะก่อให้เซลล์สร้างโปรตีนแปลกปลอมของจุลชีพคล้ายกับวัคซีนเชื้อตาย (attenuated vaccine) อื่น#เปลี่ยนทาง ๆ เช่น วัคซีนโปลิโอ
แต่เพราะวัคซีนไวรัสมียีนของจุลชีพเพียงแค่ส่วนเล็ก#เปลี่ยนทาง ๆ จึงปลอดภัยกว่า เช่น การติดเชื้อแบบประปรายเนื่องกับวัคซีนก็เป็นไปไม่ได้เลย
การส่งยา.
ไวรัสนก คือ canarypox สายพันธุ์หนึ่งได้ดัดแปลงเพื่อใช้ส่งโปรตีน interleukin-2 ของแมวเพื่อรักษาแมวที่มีมะเร็งเส้นใย (fibrosarcoma)
ประเภท.
รีโทรไวรัส.
รีโทรไวรัส (retrovirus) ใช้เป็นเวกเตอร์หลักอย่างหนึ่งในยีนบำบัดปัจจุบัน
รีโทรไวรัสลูกผสม เช่น Moloney murine leukemia virus สามารถรวมยีนเข้ากับจีโนมของเซลล์ถูกเบียนอย่างเสถียร
โดยมีโปรตีนรีเวิร์สแทรนสคริปเทส (RT) เพื่อสร้างก๊อปปี้ที่เป็นดีเอ็นเอจากจีโนมที่เป็นอาร์เอ็นเอ และมีโปรตีน integrase ที่ทำให้สามารถรวมก๊อปปี้นั้นเข้ากับจีโนมของเซลล์ได้
ซึ่งได้ใช้ในการทดลองทางคลินิกที่องค์การอาหารและยาสหรัฐอนุมัติหลายงานรวมทั้งโรค X-linked severe combined immunodeficiency (SCID-X1)
เวกเตอร์ที่เป็นรีโทรไวรัสอาจแพร่พันธุ์ได้หรือไม่ได้
แบบแพร่พันธุ์ไม่ได้สามัญที่สุดในงานศึกษาต่าง#เปลี่ยนทาง ๆ เป็นไวรัสอันแทนที่ยีนซึ่งจำเป็นในการสร้างอนุภาพไวรัส (virion replication and packaging) ด้วยยีนอื่น#เปลี่ยนทาง ๆ หรือลบยีนตรงนั้นเสีย
ไวรัสเช่นนี้สามารถทำให้เซลล์เป้าหมายติดเชื้อแล้วส่งยีนเข้าไปในเซลล์ แต่ก็ไม่สามารถดำเนินการตามวิถีการสลายเซลล์ธรรมดา (lytic pathway) ซึ่งทำให้เซลล์สลายแล้วตาย
ในนัยตรงข้าม เวกเตอร์ไวรัสที่สามารถแพร่พันธุ์ได้มียีนที่จำเป็นในการสร้างอนุภาคไวรัส จึงสามารถแพร่พันธุ์ต่อไปได้เมื่อเซลล์ติดเชื้อแล้ว
เพราะจีโนมของไวรัสสำหรับเวกเตอร์เช่นนี้ยาวกว่ามาก ยีนที่สามารถแทรกเข้าไปในจีโนมจึงยาวจำกัดเทียบกับเวกเตอร์ที่ไม่สามารถแพร่พันธุ์ได้
โดยขึ้นอยู่กับเวกเตอร์ ลำดับดีเอ็นเอที่แทรกเข้าไปในไวรัสที่แพร่พันธุ์ได้ปกติจะยาวประมาณ #เปลี่ยนทาง (kB)
แม้นี่จะจำกัดลำดับจีโนมที่สามารถแทรกเข้าไปได้หลายอย่าง แต่ลำดับ Complementary DNA ต่าง#เปลี่ยนทาง ๆ ก็ยังได้
ข้อเสียหลักในการใช้รีโทรไวรัสเป็นเวกเตอร์ก็คือ เซลล์ถูกเบียนจะต้องแบ่งตัวอย่างแอ๊กถีฟเพื่อถ่ายโอนยีนของไวรัส 
ดังนั้น เซลล์ที่ปกติไม่แบ่งตัวเช่นเซลล์ประสาทก็จะทนทานไม่ติดเชื้อและไม่ถ่ายโอนยีนของไวรัส
มีความกังวลตั้งแต่ต้นว่าการกลายพันธุ์โดยแทรกยีน (insertional mutagenesis) เนื่องกับการรวมยีนไวรัสเข้ากับจีโนมของเซลล์อาจก่อมะเร็งหรือมะเร็งเม็ดเลือดขาว
ซึ่งเป็นเพียงทฤษฎีจนกระทั่งทดลอง#เปลี่ยนทาง กับคนไข้ #เปลี่ยนทาง 10#เปลี่ยนทาง คนโดยใช้ Maloney murine leukemia virus
มีผลเป็นคนไข้สองคนเกิดมะเร็งเม็ดเลือดขาวเพราะวัคซีนที่รวมเข้ากับจีโนมได้กระตุ้นการทำงานของยีนมะเร็งคือ LMO2 ที่อยู่ใกล้#เปลี่ยนทาง ๆ
เล็นทิไวรัส.
เล็นทิไวรัส (lentivirus) เป็นกลุ่มย่อยของรีโทรไวรัส
ซึ่งบางครั้งใช้เป็นเวกเตอร์ในยีนบำบัดเพราะสมรรถภาพในการรวมเข้ากับจีโนมของเซลล์ที่ไม่แบ่งตัว เป็นลักษณะพิเศษของไวรัสนี้เพราะรีโทรไวรัสอื่น#เปลี่ยนทาง ๆ สามารถทำการกับเซลล์ที่กำลังแบ่งตัวเท่านั้น
จีโนมของไวรัสในรูปแบบอาร์เอ็นเอจะผ่านกระบวนการ reverse transcription
เมื่อไวรัสเข้าไปในเซลล์เพื่อสร้างดีเอ็นเอจากอาร์เอ็นเอโดยใช้เอนไซม์รีเวิร์สแทรนสคริปเทส (RT)
แล้วก็จะแทรกเข้าไปในจีโนมของเซลล์ที่ตำแหน่งสุ่ม (แต่งานศึกษาปี#เปลี่ยนทาง 2015 ก็แสดงว่า การแทรกดีเอ็นเอของไวรัสไม่ใช่ที่ตำแหน่งสุ่ม แต่จะเล็งยีนที่แอ๊กถีฟโดยสัมพันธ์กับการจัดระเบียบของจีโนม)
โดยใช้#เปลี่ยนทาง ของไวรัส
ในขั้นนี้ เวกเตอร์ซึ่งเรียกว่าโปรไวรัส (provirus) จะคงอยู่ในจีโนมแล้วสืบทอดไปยังลูกหลานของเซลล์เมื่อแบ่งตัว
ยังไม่มีเทคนิคกำหนดตำแหน่งที่ไวรัสเข้ารวมกับจีโนมซึ่งอาจก่อปัญหา
เพราะโปรไวรัสอาจขัดการทำงานของยีน ทำให้ยีนมะเร็งทำงานแล้วก่อมะเร็ง ซึ่งเป็นข้อกังวลอย่างหนึ่งในการประยุกต์ใช้เล็นทิไวรัสในยีนบำบัด
แต่งานศึกษาต่าง#เปลี่ยนทาง ๆ ก็แสดงว่า เวกเตอร์เล็นทิไวรัสมีแนวโน้มน้อยกว่าในการรวมเข้ากับยีนในตำแหน่งที่อาจก่อเมื่อมะเร็งเทียบกับเวกเตอร์รีโทรไวรัสแกมมา
โดยเฉพาะก็คือ งานศึกษาหนึ่งพบว่าเวกเตอร์เล็นทิไวรัสไม่เพิ่มอุบัติการณ์เนื้องอก หรือทำเนื้องอกให้เกิดเร็วขึ้นในสายพันธุ์หนูที่มีอุบัติการณ์เนื้องอกสูง
อนึ่ง การทดลองทางคลินิกที่ใช้เวกเตอร์เล็นทิไวรัสในยีนบำบัดเพื่อรักษาเอชไอวีไม่ก่อการกลายพันธุ์ยีนหรือก่อมะเร็งที่สูงขึ้น
เพื่อความปลอดภัย เวกเตอร์เล็นทิไวรัสจะไม่มียีนที่จำเป็นในการแพร่พันธุ์ไวรัส
เพื่อผลิตเล็นทิไวรัส พลาสมิดหลายชนิดจะนำ (transfection) เข้าไปในเซลล์สร้างอนุภาคไวรัสที่เรียกว่า packaging cell line โดยปกติเป็นเซลล์ไตตัวอ่อนมนุษย์สาย HEK 293 (เซลล์ซ้ายในรูป)
พลาสมิดอย่างน้อยหนึ่งตัว (พลาสมิดซ้ายในเซลล์ซ้ายในรูป) ทั่วไปเรียกว่าพลาสมิดบรรจุ (packaging plasmid) จะเข้ารหัสโปรตีนของอนุภาคไวรัส (virion) เช่น แค็ปซิด (capsid) และรีเวิร์สแทรนสคริปเทส
พลาสมิดอีกอย่าง (พลาสมิดขวาในเซลล์ซ้ายในรูป) มีวัสดุยีนที่มุ่งหมายให้เวกเตอร์เป็นตัวส่ง 
ซึ่งถอดรหัสเป็นอาร์เอ็นเอสายเดี่ยวโดยมีเครื่องหมายเป็นลำดับยีน "ψ" (psi)
แล้วบรรจุเข้าไปในอนุภาคไวรัส (อนุภาคไวรัสนอกเซลล์ทั้งสองในรูป)
อะดีโนไวรัส.
ไม่เหมือนกับเล็นทิไวรัส ดีเอ็นเอของอะดีโนไวรัสจะไม่รวมเข้ากับจีโนมของเซลล์ถูกเบียน จึงไม่แพร่พันธุ์คือไม่ถ่ายแบบเมื่อเซลล์แบ่งตัว
ซึ่งจำกัดให้ใช้ไวรัสแต่ในงานวิจัยพื้นฐาน แต่ก็ยังใช้ในการทดลองในกาย (in vitro) และนอกกาย (in vivo) ได้ด้วยเหมือนกัน
เวกเตอร์อะดีโนไวรัสโดยหลักจะใช้ในยีนบำบัดและวัคซีน
แต่เพราะมนุษย์ประสบกับอะดีโนไวรัสที่เป็นเหตุการติดเชื้อทางเดินหายใจ #เปลี่ยนทาง และตาบ่อย#เปลี่ยนทาง ๆ คนโดยมากก็จะมีสารภูมิต้านทานแบบกำจัดฤทธิ์ (neutralizing antibody) ซึ่งสามารถฆ่าไวรัสก่อนเข้าไปถึงเซลล์เป้าหมาย
เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิทยาศาสตร์ปัจจุบันกำลังตรวจสอบอะดีโนไวรัสที่ติดสัตว์สปีชีส์อื่น (เช่น วัคซีนโควิด-19 AZD1222) ที่มนุษย์ยังไม่มีภูมิคุ้มกัน
Adeno-associated viruses.
adeno-associated virus (AAV) เป็นไวรัสเล็ก#เปลี่ยนทาง ๆ ที่ทำให้มนุษย์และไพรเมตสปีชีส์อื่น#เปลี่ยนทาง ๆ ติดเชื้อ โดยมีชื่อเช่นนั้นเพราะเริ่มแรกนึกว่าเป็นสิ่งปนเปื้อนที่อยู่กับอะดีโนไวรัส
จนถึงปัจจุบัน AAV ยังไม่ปรากฏว่าทำให้ติดโรค และเป็นเหตุให้ภูมิคุ้มกันตอบสนองแบบอ่อนมาก
แต่ก็สามารถทำให้เซลล์ทั้งที่แบ่งตัวและไม่แบ่งตัวติดเชื้อ และอาจรวมเข้ากับจีโนมของเซลล์ถูกเบียน
แต่ไวรัสที่แปลงเป็นเวกเตอร์ปกติจะดำรงอยู่ในสภาพพลาสมิดที่ไม่ประกอบเข้ากับจีโนมของเซลล์ โดยยังสามารถแสดงออกโปรตีนได้ในระยะยาวอย่างเสถียร
คุณลักษณะเช่นนี้ ทำให้ AAV เป็นแคนดิเดตที่ดีเพื่อใช้สร้างเวกเตอร์ไวรัสสำหรับยีนบำบัด
แต่ก็สามารถแทรกยีนใส่ไวรัสได้เพียง #เปลี่ยนทาง ซึ่งเล็กมากเทียบกับจีโนมของไวรัสเอง
เพราะไวรัสสมารถใช้เป็นเวกเตอร์สำหรับยีนบำบัดได้ นักวิจัยจึงได้สร้าง AAV แปลงรูปที่เรียกว่า self-complementary adeno-associated virus (scAAV)
เพราะ AAV ดั้งเดิมประกอบด้วยดีเอ็นเองเพียงสายเดียว จึงต้องผ่านกระบวนการสังเคราะห์สายที่สอง เทียบกับ scAAV ซึ่งมีดีเอ็นเอทั้งสองสายประกอบเข้าด้วยกันผ่านกระบวนการ annealing 
เมื่อไม่ต้องสังเคราะห์ดีเอ็นเอสายที่สอง scAAV จึงยังให้เซลล์แสดงออกโปรตีนที่ต้องการได้อย่างรวดเร็ว
นอกจากนี้แล้ว scAAV ก็มีลักษณะต่าง#เปลี่ยนทาง ๆ ของ AAV ด้วย
ไวรัสของพืช.
ไวรัสที่ติดพืชสามารถแปลงเป็นเวกเตอร์ไวรัส เพื่อใช้ส่งยีนเข้าไปในเซลล์พืช
และยังเป็นแหล่งวัสดุทางชีวภาพและนาโนเทคโนโลยี
ไวรัสติดพืชรวมทั้งยาสูบคือ tobacco mosaic virus (TMV) เป็นไวรัสแรกสุดที่ได้ค้นพบ
ลูกผสม (ไฮบริด).
เวกเตอร์ลูกผสม (เวกเตอร์ไฮบริด) เป็นเวกเตอร์ไวรัสที่ผ่านพันธุวิศวกรรมเพื่อให้มีคุณสมบัติของเวกเตอร์มากกว่าหนึ่งอย่าง
คือจะดัดแปลงไวรัสไม่ให้มีข้อเสียของเวกเตอร์ไวรัสทั่วไป ซึ่งอาจมีความจุยีนจำกัด (limited loading capacity) ก่อปฏิกิริยาของภูมิคุ้มกัน (immunogenicity) เป็นพิษต่อยีน (genotoxicity) และไม่รองรับการแสดงออกของยีนลูกผสม (transgenic expression) ในระยะยาวได้
เพราะ#เปลี่ยนทาง สิ่งที่ไม่ต้องการด้วยสมรรถภาพที่ต้องการ เวกเตอร์ลูกผสมในอนาคตอาจจะทำการได้ดีกว่าเวกเตอร์มาตรฐานในด้านความปลอดภัยและประสิทธิภาพการรักษาโรค
ข้อท้าทายในการประยุกต์ใช้.
การเลือกเวกเตอร์ไวรัสเพื่อส่งยีนเข้าในเซลล์มีปัญหาหลายอย่าง
มีเวกเตอร์ไวรัสจำกัดชนิดที่ใช้เพื่อรักษาได้
ซึ่งก็ล้วนอาจทำให้ร่างกายสร้างภูมิคุ้มกันถ้าเห็นว่ามันเป็นสิ่งแปลกปลอม
เมื่อใช้แล้ว เวกเตอร์ไวรัสนี้ก็จะไม่สามารถใช้กับบุคคลนั้นได้อีกเพราะร่างกายรู้จักมันแล้ว
เช่น ถ้าวัคซีนหรือยีนบำบัดหนึ่งล้มเหลวในการทดลองทางคลินิก ไวรัสนี้จะไม่สามารถใช้สำหรับบุคคลนั้นอีกเพื่อเป็นวัคซีนหรือยีนบำบัดอย่างอื่นในอนาคต
อนึ่ง บุคคลอาจมีภูมิคุ้มกันต่อต้านไวรัสนั้นก่อนแล้วทำให้การรักษาไม่ได้ผล
แต่เพราะการเตรียมฉีดวัคซีนดีเอ็นเอเปล่า (priming) แล้วตามด้วยวัคซีนเวกเตอร์ไวรัส (boosting) พบว่า ทำให้ภูมิคุ้มกันตอบสนองอย่างเข้มแข็ง (กลไกยังไม่ชัดเจน) แม้จะมีภูมิคุ้มกันต่อเวกเตอร์ไวรัสอยู่แล้ว กลยุทธ์นี้จึงสามารถใช้แก้ปัญหานี้ได้
โดยอาจเพิ่มค่าใช้จ่ายและอุปสรรคในการแจกจำหน่ายวัคซีน
ภูมิคุ้มกันที่มีอยู่แล้วก็อาจแก้ได้โดยเพิ่มขนาดวัคซีนหรือเปลี่ยนช่องทางการให้วัคซีน
จุดด้อยของเวกเตอร์ไวรัสบางอย่าง (เช่น เป็นพิษต่อยีน และแสดงออกยีนลูกผสมน้อย) อาจแก้ได้ด้วยการใช้เวกเตอร์ลูกผสม