子どもの肥満と身体活動レベルとの関連における因果関係の評価：メンデルのランダム化分析

背景：横断的研究により、客観的に測定された身体活動は小児期の肥満に関連していることが示されており、ボディマス指数（BMI）との強い逆用量反応関連が発見されています。しかし、この関連が逆因果関係を反映している程度を調査した研究はほとんどありません。我々は、小児期の肥満が脂肪症に確実に関連する遺伝的変異を使用して因果効果を推定することを使用して身体活動のレベルに因果関係に影響するかどうかを判断することを目指した。 方法と調査結果：親と子供のエイボン縦断的研究は、記録されたBMIおよび遺伝子型データを使用して、11歳の4,296人の子供の客観的に評価された活動レベルに関するデータを収集しました。私たちは、活性に対する脂肪過多の因果効果を推定するために、肥満の機器変数として加重対立遺伝子スコアで組み合わされたBMIの32の確立された遺伝的相関を使用しました。観察分析では、3.3 kg/m²（1つの標準偏差）の高いBMIは、22.3（95％CI、17.0、27.6）の動き数/min総身体活動（P = 1.6×10⁻¹⁶）、2.6（2.1（2.1）に関連していました。、3.1）min/dは、中程度から激しい強度の活動（p = 3.7×10⁻²）、および3.5（1.5、5.5）min/dより座りがちな時間（p = 5.0×10⁻⁴）。メンデルのランダム化分析では、BMIの同じ差が32.4（0.9、63.9）の動き数/分の総身体活動が少ない（P = 0.04）（平均カウント/分の約5.3％）、2.8（0.1、5.5）に関連していました。min/dは、中程度から激しい強度の活動（p = 0.04）、および13.2（1.3、25.2）min/dより座りがちな時間（p = 0.03）。観察推定値からの可変推定値の違いの強力な証拠はありませんでした。同様の結果は、脂肪質量指数を使用して得られました。活動の低電力と不十分な計装は、BMIに対する身体活動の影響に関する因果分析を制限しています。 結論：我々の結果は、肥満の増加が子供の身体活動の低下を引き起こし、小児期の活動レベルを上げる努力におけるBMIのターゲティングの研究を支援することを示唆しています。重要なことに、これは肥満の増加、すなわち双方向の因果関係にもつながる低い身体活動を排除するものではありません。

BACKGROUND: Cross-sectional studies have shown that objectively measured physical activity is associated with childhood adiposity, and a strong inverse dose-response association with body mass index (BMI) has been found. However, few studies have explored the extent to which this association reflects reverse causation. We aimed to determine whether childhood adiposity causally influences levels of physical activity using genetic variants reliably associated with adiposity to estimate causal effects. METHODS AND FINDINGS: The Avon Longitudinal Study of Parents and Children collected data on objectively assessed activity levels of 4,296 children at age 11 y with recorded BMI and genotypic data. We used 32 established genetic correlates of BMI combined in a weighted allelic score as an instrumental variable for adiposity to estimate the causal effect of adiposity on activity. In observational analysis, a 3.3 kg/m² (one standard deviation) higher BMI was associated with 22.3 (95% CI, 17.0, 27.6) movement counts/min less total physical activity (p = 1.6×10⁻¹⁶), 2.6 (2.1, 3.1) min/d less moderate-to-vigorous-intensity activity (p = 3.7×10⁻²⁹), and 3.5 (1.5, 5.5) min/d more sedentary time (p = 5.0×10⁻⁴). In Mendelian randomization analyses, the same difference in BMI was associated with 32.4 (0.9, 63.9) movement counts/min less total physical activity (p = 0.04) (∼5.3% of the mean counts/minute), 2.8 (0.1, 5.5) min/d less moderate-to-vigorous-intensity activity (p = 0.04), and 13.2 (1.3, 25.2) min/d more sedentary time (p = 0.03). There was no strong evidence for a difference between variable estimates from observational estimates. Similar results were obtained using fat mass index. Low power and poor instrumentation of activity limited causal analysis of the influence of physical activity on BMI. CONCLUSIONS: Our results suggest that increased adiposity causes a reduction in physical activity in children and support research into the targeting of BMI in efforts to increase childhood activity levels. Importantly, this does not exclude lower physical activity also leading to increased adiposity, i.e., bidirectional causation.