细菌质粒复制子预测与结果解析

可用分析工具：

PlasmidFinder（https://cge.food.dtu.dk/services/PlasmidFinder/）：依据质粒不相容性Rep typing（Inc）预测肠杆菌及部分革兰氏阳性菌的复制子（replicon）。

pMLST（https://cge.food.dtu.dk/services/pMLST/）：预测IncF的亚型IncFIA、IncFIB、IncFIC、IncFII、IncFIIK、IncFIIS、IncFIIY及其亚等位基因编号。分析IncA/C、IncHI1、IncHI2、IncI1、IncN、pBSSB1-famil、Shigella flexneri复制子的序列分型，原理类似MLST。

KpVR（https://bioinfo-mml.sjtu.edu.cn/KpVR/index.php）：在PlasmidFinder的基础上添加了IncFIB(K)的分型数据，适用于针对IncFIB(K) 的进一步研究。

其它综合性分析工具，如ABRicate、BacWGSTdb等大多整合了PlasmidFinder数据库的数据，可以作为PlasmidFinder的替代工具。

注意事项：

一个质粒可能含有多个复制子，属于正常现象；

PlasmidFinder数据库中部分早期复制子命名可能不够规范，在实际使用时，建议参考最新研究调整。

示例结果解读：

如下图所示，pKPC-DD01665是肺炎克雷伯菌DD01665所携带的质粒，PlasmidFinder预测显示该质粒仅含有一个复制子，类型为repB(R1701)，identity为99.2%。

由于repB编码蛋白全称是RepB family plasmid replication initiator protein，原则上来说属于基因名称，不算复制子类型（Inc），因此最好替换为Inc命名法中的统一名称。

按照pMLST预测的结果，pKPC-DD01665复制子类型属于IncFIIK家族，与第34号等位基因IncFIIK34一致，这为复制子提供了更加合适的命名方法。

也有一些复制子采用两者的命名均可，如pHN7A8，它在PlasmidFinder中的复制子类型为IncFII(pHN7A8)，因为它是这一类质粒中最早完成测序的提交样本；而在pMLST中，则为其单独分配了亚等位基因编号33，取名为IncFII33复制子，简写为IncF33。两者均可以表示IncFII复制子的情况。不过对于携带IncF型复制子的质粒，由于它们在各种病原菌中广泛存在，种类多样，结构组成复杂，且通常与耐药、毒力的传播有关，还是推荐大家使用pMLST做进一步亚型分析，不仅能提供更精细的等位基因分型信息，也有助于精准溯源和功能研究。

局限性说明：

需要注意的是pMLST数据库收录的IncF等位基因数据仍然较为有限，某些IncF复制子可能无法预测到。在pubMLST数据库（https://pubmlst.org/）的Plasmid MLST条目中我们可以明确发现这一点（IncF RST）。

为此，上海交通大学开发的KpVR工具便针对IncFIB(K)复制子进行了扩展，其原理是利用 “IncFIBK_1-JN233704”作为参考，通过ClustalW多序列比对，赋予每一种SNP/Indel新的等位基因编号。如下图所示，PlasmidFinder显示pvir-KP47434_2的复制子包括repB和IncHI3B(pNDM-MAR)，而在KpVR中，repB被明确为IncFIB(K)_37。

建议和总结：

1、 质粒复制子基础研究仅使用PlasmidFinder预测即可。

2、 若预测结果出现repA、repB等不明确的复制子类型或需要做较为细致的研究（主要针对IncF复制子），推荐联合使用pMLST进行分析。同时新等位基因，可以将其提交至pMLST数据库。

3、 数据库中未分型的质粒复制子，可以参考上述KpVR的方法，创建一种新的亚型命名。

文献推荐：

以下文献在质粒复制子分型研究时，使用了上述策略，可以参考阅读。

Tian D, Wang M, Zhou Y, Hu D, Ou HY, Jiang X. Genetic diversity and evolution of the virulence plasmids encoding aerobactin and salmochelin in Klebsiella pneumoniae. Virulence. 2021;12(1):1323-1333.

Jiang J, Wang L, Hu Y, et al. Global emergence of Carbapenem-resistant Hypervirulent Klebsiella pneumoniae driven by an IncFIIK34 KPC-2 plasmid. EBioMedicine. 2025;113:105627.

Sun Z, Zhang J, Wang C, et al. The pivotal role of IncFIB(Mar) plasmid in the emergence and spread of hypervirulent carbapenem-resistant Klebsiella pneumoniae. Sci Adv. 2025;11(5):eado9097.