基于智能体的饮食行为模型（Agent-Based Models）：一项范围综述

《Health Psychology Review》：Agent-based models in dietary behaviour: a scoping review

　　

中文摘要翻译 基于智能体建模（Agent-Based Modelling, ABM）通过模拟由个体互动与决策构成的复杂系统，为研究饮食行为提供了重要工具。本项范围综述对基于饮食行为的ABM研究进行了系统评估。纳入标准为发表于同行评审期刊的饮食相关ABM研究。研究人员于2024年5月检索了Medline、Web of Science和Scopus数据库（PROSPERO注册号：CRD42023457091），并对纳入研究进行了叙述性综合。研究人员采用定制化的ABM质量评价标准评估偏倚风险。在30项符合条件的研究中，15项测试了干预措施，其中多项定价政策（7项研究）有效减少了不健康消费但加剧了不公平性；环境改造（6项研究）显示出情境依赖的成功；社会规范宣传活动（4项研究）结果不一。15项非干预研究揭示了关键的行为驱动因素，如社交网络和早期食物暴露。本研究识别出三个显著局限：1）相对较少（11/30）的研究明确应用了行为/社会理论；2）存在明显的方法学局限性；3）所有纳入研究均未纳入利益相关者观点以确保所测试干预措施的可行性或可接受性，也未能确保ABM真实模拟目标人群的生活经验。未来研究应着力解决上述问题，以使ABM在理解饮食选择方面的潜力得到更充分的实现。

论文主体内容总结

方法

纳入标准

纳入研究须满足以下条件：（1）使用基于智能体模型；（2）将饮食或营养相关行为作为主要或次要结局；（3）以全文形式发表在同行评审期刊上；（4）以英文发表或有英文译本。排除仅关注非人类群体或生理模拟的研究，无时间限制。

检索策略

检索遵循PRISMA指南进行，分别于2023年3月和2024年5月在Medline、Web of Science和Scopus数据库中执行两次检索。检索词基于饮食和ABM相关的过滤词，并使用布尔运算符“AND”组合。为确保检索聚焦于ABM，未包含“系统动力学与模型”一词。此外，增加了额外检索词以提高灵敏度。基准检验确认，本检索捕获了Langellier等人此前识别的全部22项研究。标题和摘要初筛由一名评审员完成，若无法确定则保留至全文筛选阶段；全文筛选亦由同一评审员进行，但当其无法确定是否纳入时（k=35），则咨询第二位评审员独立审查，分歧通过讨论解决。

数据提取

两名独立评审员使用标准化数据提取表对所有合格研究进行编码。数据提取表在前人综述基础上扩展了关于干预和理论的深度编码。研究人员使用AI辅助编码作为交叉校验工具，随后由另一名团队成员复核所有编码，以确保准确性并纠正错误。

偏倚风险评估

研究人员开发了一套针对模型研究特征的结构化评估框架，用于评价纳入ABM研究的偏倚风险。该框架的制定参考了现有建模质量与可信度评价文献及已发表的框架，并通过团队讨论和10项ABM研究的预试验进行完善。最终版本包含六个领域，各领域按预设标准评定为“是”“否”或“不清楚”。

评分者间信度评估

采用Cohen's Kappa评估评分者间的一致性。三名评分者参与数据提取，共评估30项研究。计算每对评分者在每个参数上的Kappa值，并取平均值作为总体一致性指标。无论一致性水平如何，评分者间的分歧均通过讨论解决。

分析方法

鉴于ABM研究的异质性较大，包括模型设计、参数和结局的差异，研究人员采用了叙述性综合方法。该方法允许系统地探索研究间的模式、主题和差异，同时保持解释复杂模拟证据的灵活性。关键步骤包括研究特征的描述性总结、主题分析以识别重复出现的发现，以及方法论差异如何影响结果的批判性讨论。

结果

目标一：ABM如何被用于研究饮食行为？

大多数研究（73%，n=22）发表于2014年之后。仅有50%（n=15）的研究测试了干预措施，其余为观察性或理论性研究。在干预研究中，6个模型经过校准，7个模型经过验证，多数研究整合了模拟现实世界互动的社交网络。5项干预研究明确基于理论驱动。所有干预研究均使用了经验数据进行参数设定。在非干预研究中，6个模型经过校准，6个模型经过验证，6项研究纳入了社交网络，6项研究利用了理论框架。除两项例外，非干预ABM研究也使用了经验数据进行参数化。饮食决策主要通过三种机制表征：效用最大化（43%）、效用最大化加社会影响（23%）以及决策树加社会影响（3%）。验证方法的严谨性差异较大，从最常用的同期汇总比较到更具挑战性的分布验证、空间与社会分层验证以及样本外测试。偏倚风险评估显示，各研究在质量和透明度方面存在差异，假设和参数化报告总体充分，但在ODD/ODD+D协议遵守和源代码可用性方面普遍存在缺陷。

目标二：哪些因素被ABM识别为影响一般人群饮食行为的关键因素？

干预研究发现，个体层面的财务干预效果最为一致，即对不健康食品征税和对健康食品补贴可靠地改变了消费方向，但公平性效应因价格变动幅度和低收入群体的基线消费模式而异。环境干预结果多变：限制产品可用性在家中最有效，增加供应商密度可改善消费但存在阈值效应，而分区限制无显著效果。营养警告标签的效果与对超加工食品征收20%税收相当，但其公平性影响取决于人群的营养转型阶段。人际干预通常效果最差，有时甚至适得其反。跨层面联合干预可能产生更强效果。非干预研究显示，经济因素最为突出：低收入个体始终优先考虑单位热量价格，即使预算约束放松，习惯性饮食模式仍持续存在。社会驱动因素产生情境依赖效应。结构驱动因素凸显了实体食物环境的作用。公平性修饰因子表明，结构性弱势群体对早期健康食物干预更为敏感。生命阶段修饰因子一致显示，早期饮食暴露形成持久偏好，后期环境改变难以逆转。协同修饰因子表明，当制度标准和社会连通性共同作用时，规范改变最易实现。

目标三：哪些理论构成了ABM模拟饮食行为的基础，它们是如何被应用的？

仅有11项研究使用了特定理论来开发ABM，其余19项未使用。在干预研究中，5项声称在一定程度上运用了理论，但通常是对特定理论机制的孤立测试而非完整理论的检验。例如，有研究测试了理性行动理论（TRA），发现同伴影响显著塑造行为，但针对已有关注者的环保宣传反而产生了反效果。另有研究考察了社会影响和网络同质性在维持健康行为不平等中的作用。在非干预研究中，6项研究运用了理论，包括施瓦茨的基本人类价值观理论、齐默尔曼的多层次理论、社会生态模型与赫夫空间交互理论的整合、社会规范理论以及计划行为理论（TPB）与目标导向行为模型（MGB）的比较。这些研究对理论的支持程度各异，部分研究部分验证了所提出的社会规范机制。

目标四（非预注册）：ABM与饮食行为政策之间的关系是什么？

大多数作者声称研究具有政策相关性，但这些声明通常是宽泛和理想化的，只有少数研究具体参与了现有政策框架。拟议干预措施的可行性差异很大：基于价格的策略已有政策先例且效果良好，但效果往往在政治现实水平上较为温和；食物环境干预在后勤上可行但需要持续的机构承诺；针对抽象心理社会建构的干预最不可行，缺乏具体的实施路径。一个关键的跨领域问题是公平性：多个模型显示基于价格的政策不成比例地影响低收入群体，可能加剧食物不安全。关于向政策或干预转化的证据有限：在所回顾的模型中，没有任何模型提供明确的、前瞻性的文件证明其直接影响了最终政策或干预设计。最接近的例子是模拟结果与某市缩减健康便利店项目的决定一致，但作者将其呈现为事后支持证据而非因果影响的证据。