Может неправильно понял, но так не пойдёт?
Код AS3:
var prop:Object = {val:"waka-waka"}
Vector.<String>.prototype.source = prop
Vector.<String>.prototype.setPropertyIsEnumerable('source', false);
var v:Vector.<String> = new Vector.<String>();
v.push("bla");
Object(v).source.val = "baka-baka";
trace("Source val: "+Object(v).source.val);
trace(v[0]);