瘟疫通常可通過抗生素進行有效醫治，但仍免不了還有人死于這類疾患。在中國、印度甚至美國的過去幾年中都曾出現過個別瘟疫死亡事件。所以盡可能快速檢測以提供感染信息很有必要。
2013年9月底，美國的新墨西哥州報道了當年的的第三例鼠疫病例。一名52歲的男子可能通過跳蚤而被感染。此前，已經有一名15歲的少年和一名11歲的女孩對瘟疫檢驗呈陽性。鼠疫曾是中世紀最為可怕的傳染病。在歐洲，地中海周圍地區以及中國大約有多達2億人已經死于這種“黑死病”。這之后瘟疫在歐洲沒有再度發生，可是人們對此病仍心存恐懼。
在盎格魯撒克遜人 ( 日耳曼族群的一支)中，鼠疫被稱為“瘟疫”流行病。這種疾病至今都未被根除。2009年，中國青海的子科灘鎮由于瘟疫流行而被隔離。同年在利比亞的Tobruk也發生了16例鼠疫病情。2008年馬達加斯加也記錄了18例鼠疫。2002年，在印度聯邦himachal Pradesh也發生了鼠疫流行病。
圖1.馬克思普朗克MPI膠體與界面研究所的研究小組正在實驗室工作。
鼠疫通常由跳蚤從嚙齒動物傳染給人類。它在嚙齒動物中的傳播可能比人們所設想的更加普遍。今年在加利福尼亞州發現了患有鼠疫的松鼠，而科學家在北達科他州還發現了成為瘟疫的犧牲品的土撥鼠群。
抗生素提供安全治療
如果瘟疫流行而不及時治療，其后果往往是致命的。一種通過耶爾森氏菌鼠疫病原體(Yersinia pestis) 所引起的瘟疫，曾被用于軍事目的。因為感染的高風險與感染后的嚴重程度，它被列為最危險的生物武器類別(A類)。
圖2. 鼠疫快速檢測的化學反應路徑
如今，抗生素雖然可安全地用于防治瘟疫，但是其死亡率仍高達11%，即使在美國，一些患者得到成功治療后，還是會可能會面臨失去四肢的風險。“瘟疫中求生的最重要的因素是早期發現感染“，馬克斯普朗克膠體與界面研究所糖生物學研究小組負責人Chakkumkal Anish醫生如是說，“所以我們的工作可以在將來提高瘟疫病人的成活率”。
這位醫生是Potsdam-Golm的馬克斯普朗克膠體與界面研究所(MPIKG)所長教授Peter Seeberger麾下一個研究小組的成員。該所的研究人員開發了一種廉價且可靠的測試鼠疫耶爾森氏菌的方法。得益于合成糖化學和生物學的研究進展。該領域MPIKG的科學家們都是世界上數一數二的專家。
“時下鼠疫耶爾森氏菌的檢出方法一般是基于聚合酶鏈反應，或傳統的表型化方法”，波茨坦馬克斯普朗克膠體與界面研究所的Peter Seeberger解釋說，“這些檢測方法雖然可靠，但卻非常復雜、耗時”。
一種替代性的、更快捷的瘟疫檢測方法，就是將病原體的表面蛋白通過抗體加以識別。但它的出錯率較高，且對相關細菌菌株的選擇性較低。
為了達到近于100%安全的結果，就必須從瘟疫斑點上取樣，其他體液如尿液是非常不靠譜的。研究人員因此另辟奇徑，選擇了另一種方式來進行可靠的鼠疫桿菌檢測。他們首先跟蹤位于鼠疫耶爾森氏菌表面上的脂多糖內適合作為特定性抗原的一類多糖。然后通過若干步驟合成這種復雜的化合物。在此不是完全復制該多糖分子，而是一個由三種糖合成的重要的結構，也即一種特定基元，可以用于準確識別(鼠疫耶爾森氏菌)，而不會與其他革蘭陰性菌產生混淆。
糖蛋白作為快速測試的基礎
接下來研究人員將糖分子與白喉CRM197蛋白鏈接用在疫苗中以增強免疫反應。糖分子和蛋白合成的糖蛋白在小鼠體內也會引發免疫反應。研究人員便利用小鼠的免疫細胞來產生鼠疫桿菌的抗體。利用這種抗體可以高精確度地識別鼠疫細菌，且結果不受其他與鼠疫生化相關的細菌的干擾。這其實就是一種鼠疫快速測試。該研究成果可以不同的方式被應用于醫療實踐中。
一種方法可將糖蛋白作為抗體的抗原來測試，例如患者的血液，或其他體液樣品。該抗原與抗體的復合物可以很容易的用熒光蛋白質來檢測。另一種方法可將抗體直接用于感染組織中檢測鼠疫病原體。本文還是用熒光蛋白來驗證該抗體是否停靠在細菌表面上。
新方法與以前的測試方法相比具有很大優勢。開發這樣的快檢方法是馬克斯-普朗克研究人員的另一個工作領域。波茨坦MPIKG雖然像所有的馬克斯普朗克研究所一樣致力于基礎研究，近年來也成立了一些公司。在糖組學領域，國際上對MPIKG Seeberger教授研究領域的命名，其應用開發是迅速的。糖組學研究的是碳水化合物，包括所有的糖在生物學上的作用，毫無實用價值的純分析性的“蘭式科學”。
近年來，研究人員開始研究合成復雜的碳水化合物。“很像孩子們用單個的元件組合成太空飛船模型，”Chakkumkal
Anish說，“化學方法的發展也可以對疾病診斷、治療方法、疫苗接種等發展有所幫助。“基礎研究有其自身的價值，“Peter
Seeberger先生說，“在糖組學領域我們可以做到直接將研究成果轉換成有實用價值的應用技術，正如醫療應用的例子“。
其他快速測試在準備中
在波茨坦和柏林的MPIKG實驗室目前正在制備十余種候選疫苗，都應用了類似于快速測試的技術, 將糖分子通過鏈接與蛋白質結合, 引發免疫反應。這些疫苗不僅包括一些“被忽視了的疾病”，如利什曼病，也包括一些醫院里的感染性病原體。
關于糖生物學
聚糖和外源凝集素是微生物細胞壁和細胞膜的重要成分。多數情況下，它們是感染過程中與宿主細胞接觸的始點，微生物凝集素或聚糖與宿主細胞上相應受體間相互作用的親和力較低，但對于第一接觸和細胞侵襲是必不可少的。
近年來，先進的酶法和化學合成技術實現了用于生化研究的均勻一致并表征充分的化學結構，從而大大推進了糖生物學研究領域的進程。