分子化疗
基因导向酶解药物前体治疗（GDEPT）
GDEPT是通过利用肿瘤细胞和正常细胞之间基因表达的差异，使某一酶基因仅在肿瘤细胞转录表达，以增加肿瘤基因治疗破坏细胞的特异性。GDEPT系统的作用机制如下：①分子开关，把酶基因选择性连接到特殊类型的肿瘤细胞元件上；②酶药物前体结合，产生具有选择性的细胞毒性药物。酶可以是低水平表达的内源性的酶，或是由重组基因产生的非内源性的酶。药物前体是在体外无毒性，但内体内能被转变为高活性细胞毒性药物的化学剂。药物前体应具有以下特性：①药物前体和相应的活性药物的细胞毒作用的差异应尽可能大；②应是所表达酶的良好底物；③能穿过肿瘤细胞膜进入细胞内；④活性药物应能弥散，被旁边细胞摄取，以获得旁观者杀伤效应。在肿瘤细胞中，有许多原癌基因如以c-erbB-2，组织特异性启动子如PSA、AFP、NAE、甲状腺球蛋白等被激活而过度表达，其启动子是相应肿瘤细胞选择性控制酶基因表达的候选启动子。应用GDEPT系统进行靶向治疗成功的事例很多，如用编码酷氨酸激酶的基因启动子靶向黑色素瘤细胞，用CEA基因启动子靶向胃肠上皮起源的肿瘤细胞，用上皮粘蛋白（MUC）-1基因启动子靶向乳腺癌细胞等等。
插入自杀基因
自杀基因治疗将编码某一敏感性因子的基因转入靶肿瘤细胞，使该细胞对换某种原本无毒或低毒的药物产生特异的敏感性而死亡。这一表达敏感性因子的基因称为药物敏感基因或自杀基因。因这些基因多是由病毒载体转移入靶细胞，故该方法又称为病毒异向的酶解药物前体疗法（VDEPT）。多数自杀基因疗法研究是通过编码病毒或细菌的酶来介导药物敏感性，即肿瘤细胞产生的酶把药物的无活性形式转化为毒性代谢产物，从而抑制核酸合成。常用自杀基因有单纯疱疹病毒胸苷激酶（HSV-TK）基因、大肠杆菌胞嘧基因等。如细胞色素氧化酶P450催化环磷酰胺（CTX）转变为磷酸胺氮芥，才能发挥抗肿瘤活性，将其基因导入乳腺癌细胞株MCF-7，CTX对转导细胞有高度的细胞毒笥，且基因表达的细胞对邻近未传染的细胞有较强的旁路细胞毒效应（旁观者杀伤效应）。旁观者杀伤没有肿属特异性。
自杀基因治疗的缺点是仅杀伤S期细胞，即仅能诱导一小部分分裂细胞发生死亡。
肿瘤细胞药物增敏基因治疗
该疗法是指将外源基因插入肿瘤细胞后，改变肿瘤细胞对药物的敏感性。如将钙调素基因转入癌细胞，利用其对癌细胞MDR的逆转作用，使癌细胞对化疗药物的敏感性明显提高。
肿瘤耐药基因治疗
通过基因转移技术转移耐药基因到正常器官组织，以保护其免受化疗药物的毒性作用。该疗法可以提高化疗效果。目前，肿瘤耐药基因治疗的方案是转入MDRI基因、DHFR基因、MGMT基因等，或者联合使用两种或多种耐药基因转入造血干细胞，使造血干细胞获得广谱抗药性；或使用耐药基因的突变体，以获得比野生型更有效的骨髓保护作用；也有将GM-CSF基因等转入骨髓细胞，以提高机体对大剂量化疗的耐受力。
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