趨化因子是一種小的(8-12 kDa)細(xì)胞因子，參與許多病理過程，因此是重要的靶點。它們通常由不同類型的細(xì)胞(如白細(xì)胞)分泌，并通過與同源 G 蛋白偶聯(lián)受體的細(xì)胞表面結(jié)合來介導(dǎo)生物學(xué)效應(yīng)。趨化因子配體和受體有 50 多種，根據(jù)其初級氨基酸序列的半胱氨酸殘基排列進(jìn)行分類和命名。

趨化因子可用于(慢性)炎癥性疾病、癌癥和感染性疾病的治療應(yīng)用。目前，市場上有兩種基于白介素的產(chǎn)品，即重組白介素-11預(yù)白介素(Neumega?)和重組人白細(xì)胞介素-2醛白介素(Proleukin?)。Neumega? 是一種由大腸桿菌重組 DNA 技術(shù)產(chǎn)生的血小板生成生長因子，可靜脈給藥。皮下應(yīng)用的 Proleukin? 是一種淋巴因子，也是通過轉(zhuǎn)基因大腸桿菌的重組 DNA 技術(shù)產(chǎn)生的。為了增加儲存的穩(wěn)定性、保持藥物的生物活性，Neumega? 和 Proleukin? 都采用冷凍干燥的工藝，制成凍干粉制劑使用。

雖然冷凍干燥（FD）是一種廣泛使用的技術(shù)，具有多種優(yōu)點，可以快速、溫和干燥，但噴霧干燥(SD)可以縮短工藝周期，并可以在常壓下進(jìn)行加熱處理。同時，顆粒的性質(zhì)，如粒徑、固體狀態(tài)和殘余水含量可以通過參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。這里必須指出的是，蛋白質(zhì)的變性或/和展開也可能發(fā)生在 SD 過程中，SD 過程的放大是復(fù)雜和高成本的。SD 的另一個重要挑戰(zhàn)是粉體回收率低于 100%，這對于高成本療法和工藝開發(fā)來說是一個問題，特別是放大到最終設(shè)備上。

對于白細(xì)胞介素，已經(jīng)有了一些成功的冷凍干燥研究案例。然而，據(jù)我們所知，SD 作為一種替代方法尚未被研究過。這項工作的目的是開發(fā)一種 SD 工藝，使模型白介素以一種保留白介素結(jié)合親和力和生物活性的方式干燥。為此，我們使用了模型白細(xì)胞介素，探索噴霧干燥工藝的潛在可行性，并對比分析冷凍干燥和噴霧干燥工藝對白細(xì)胞介素活性影響。

材料：在磷酸鹽緩沖鹽水中提供野生型CXCL8（CXCL8，72個氨基酸，8.4kDa）、CXCL8的突變體（dnCXCL8，66個氨基酸，7.7kDa）等各種試劑。將蛋白質(zhì)溶液用PBS稀釋至最終蛋白質(zhì)濃度為1mg/ml，即1% w/w。

針對磷酸鹽緩沖鹽水配制的白細(xì)胞介素（未添加額外添加劑）采用 SD 和 FD 兩種干燥方式分別進(jìn)行深入評估。用純緩沖液進(jìn)行的 DoE 確定了一種最佳的 SD 工藝，在 60℃ 的干燥空氣溫度、100 L/min 的空氣流速和 30% 的噴霧速率下具有較高產(chǎn)率，這表明即使是熱不穩(wěn)定的蛋白質(zhì)也可以噴霧干燥。此外，SD 工藝比 FD 更快、更有效，理論上導(dǎo)致每分鐘產(chǎn)量比 FD 高 130 倍（甚至考慮到 SD 的產(chǎn)量僅 63% 和 77% 之間）。FD 粉末呈現(xiàn)餅狀結(jié)構(gòu)，而 SD 粉末的粒度為 X50<20μm。這為粒子工程提供了定義粒子特性的可能性，允許更廣泛的應(yīng)用。RM 是可比較的，同樣二級結(jié)構(gòu)沒有改變，結(jié)合親和力和活性保持至少 12 周，這些結(jié)果表明白細(xì)胞介素的 SD 是可行的。未來，將繼續(xù)優(yōu)化本研究中的工藝參數(shù)，并將其轉(zhuǎn)移到具有工業(yè)型臺式噴霧干燥器中，以更大規(guī)模地系統(tǒng)考察粉體產(chǎn)量和工藝時間，從而對 SD 進(jìn)行全面評估，作為 FD 的替代方案，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快捷高效的生產(chǎn)！