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之后，研究者发现了新的载体，对目标细胞也有了更深入的理解，从而引发了在20世纪90年代末期和21世纪初期出现的第二代基因疗法的临床试验风潮。这些试验显示，基因疗法能在目标组织中造成持续的修改效果，甚至在一些试验中展露临床益处。但是，高效能的转基因也导致了高毒性的副作用，比如有插入导致的遗传毒性，破坏免疫细胞、以及与载体有关的免疫反应等等。于是，基因治疗仍待进一步完善。
在最近的十来年里，有关基因治疗的研究进一步深化，对疗法安全性的改进和对基因转移效率的改善等等，让基因疗法有了巨大的临床进展。在美国和世界各地，已有几种基因疗法和基于基因编辑的疗法获得了FDA批准，另外还有多种基因疗法获得了FDA颁布的“突破性疗法”的称号。下面将着重讨论这些成功的疗法，以及有望在近期转化为基因治疗的相关技术。
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基因工程技术：从病毒载体到基因组编辑
基因疗法所涉及的基因工程技术主要有三种，包括病毒载体、基因编辑和细胞改造。其一是将正确的基因通过载体送入目标细胞让其发挥作用；其二是直接通过基因编辑技术修复目标细胞的缺陷基因；其三则是从患者体内提取细胞在体外进行修改，然后再重新输回患者体内发挥作用。它们各有优劣，适用范围和操作难度也各不相同。
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病毒载体技术
对于第一种技术，研究者用来传递基因的载体多是病毒类载体，因为它们能将基因整合进宿主基因组。经过基因改造后，这些作为载体的病毒具有复制缺陷，无法增殖，达到能将基因转移到人体细胞的基因组中而无毒性的效果。目前最具临床潜力的是逆转录病毒（retroviruses）载体和腺相关病毒（adeno-associated viruses，简称AAV）载体。
