聊天机器人在未接种疫苗或犹豫不决的年轻人中推广COVID-19疫苗接种的有效性、可用性和可接受性:前后试点研究

介绍

COVID-19疫苗在预防严重疾病和死亡方面非常有效，但未得到充分利用。到2022年年中，在许多可随时获得COVID-19疫苗的地方，全面接种率仍未达到最佳水平(例如，美国为67%，英国为75%)[1]。COVID-19加强疫苗也在提供，以解决免疫力下降和病毒变异的问题，但研究表明，一些完全接种疫苗的人不愿意接种加强疫苗[2-4]。COVID-19还可能成为季节性流感等地方病，可能需要定期接种疫苗以保护高危人群。推广疫苗的干预措施对于减轻COVID-19负担至关重要。

世界卫生组织(世卫组织)认为，疫苗犹豫症是全球健康的十大威胁之一[5]。研究一直表明，妇女、年轻人、少数民族人口和社会经济地位较低的人对COVID-19疫苗的犹豫程度较高[6，7]。部分由于疫苗的快速开发和批准，对疫苗的效力和安全性缺乏信心是犹豫不决的主要原因之一[7]。广泛传播的关于疫苗的错误信息进一步放大了对其安全性的担忧[8，9]。揭穿这种错误信息可以减少COVID-19疫苗的犹豫，并促进接受，特别是在更容易受到错误信息影响的亚人群中，如年轻人[10]。

聊天机器人或会话代理越来越多地被开发为支持医疗保健交付的可扩展和可访问的平台。与其他平台相比，拥有移动通讯经验的大多数人所熟悉的聊天机器人界面可以提高聊天机器人的可用性和用户粘性。在COVID-19大流行期间，已经开发出了几种聊天机器人[11，12]，主要用于症状检查和信息传播[13，14]。世界卫生组织还在WhatsApp等流行社交网站上推出了聊天机器人，提供有关COVID-19的即时和可靠信息，包括疫苗接种[15]。然而，关于聊天机器人在促进疫苗接种方面的效用的经验证据仍然很少。

香港已于2021年2月开始大规模免疫接种新冠病毒。尽管供应充足，灭活疫苗(冠状病毒疫苗;和mRNA疫苗(Comirnaty;复星- biontech)的接种速度放缓，到2022年初，只有62%的人口接种了全面疫苗[1]。我们对1501名香港普通成年人进行了一项基于人群的调查(COVID-19健康信息调查)，发现年轻人(18-29岁)比老年人(年龄≥30岁)对COVID-19疫苗的犹豫程度更高[16，17]。我们还发现，疫苗的低COVID-19严重程度和安全性担忧是疫苗犹豫的主要驱动因素[16]。此外，2019冠状病毒病健康信息调查显示，电子健康素养与坚持戴口罩、洗手和保持社交距离有关[17]，但其在疫苗犹豫中的作用仍未得到充分研究。因此，这项研究的主要目的是检查使用聊天机器人促进COVID-19疫苗接种的初步功效、可用性和可接受性。我们还研究了在4个月后随访中评估对COVID-19疫苗接种状态的长期影响的可行性。第二个目的是研究与COVID-19疫苗犹豫相关的因素，包括电子卫生素养。

方法

研究设计及招聘

我们进行了一项试点研究，使用前测-后测设计来评估“Vac Chat, Fact Check”，这是一种聊天机器人，旨在提供最新信息，揭穿关于COVID-19疫苗的错误信息。这项研究是在2021年11月进行的，也就是在香港爆发的第四波疫情结束(2021年6月)至第五波疫情开始(2022年1月)之间，该地区累计病例约1.2万例，死亡200人。

研究对象为年龄≥18岁、能阅读和交流中文的成年人。2021年11月8日，香港一所公立大学的所有学生都收到了一封群发电子邮件，其中链接到一项基于网络的COVID-19疫苗接种调查。调查链接开放了7天，收到了290份有效回复。其中，273名(94.1%)受访者在调查结束时留下了联系方式，表示有兴趣参与聊天机器人的前后评估。我们确定并邀请了所有46名受访者，他们要么未接种疫苗(n=22)，要么完全接种疫苗，但如果符合条件，则犹豫是否接受增强疫苗(n=24;回复率:46/ 46,100%)。计划的样本量(未接种疫苗或犹豫不决的参与者各20-25人)是基于之前对促进人类乳头瘤病毒疫苗接种的聊天机器人的形成性研究[18]。图1所示为研究流程图。

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伦理批准

这项研究已获香港大学/医院管理局香港西联网院校检讨委员会(UW 21-449)批准。

研究过程

被邀请参加研究的参与者收到了一条WhatsApp消息，描述了研究目的，并提供了知情同意。参与者随后收到一个URL链接，可以访问基于web的聊天机器人，并开始为期7天的试用期。聊天机器人可以重复访问。WhatsApp在第3天、第5天和第7天发送了使用聊天机器人的提醒。第8天，我们发送了一个干预后问卷的URL链接。完成前后研究的参与者获得300港元(38.5美元)，以奖励他们的时间和努力。

2022年3月30日，在完成前后研究约4个月后，我们通过WhatsApp进行了一次事后随访，询问了一个关于COVID-19疫苗接种或增强状态的问题。参与是自愿的，并且得到了对问题作出回答的人的同意。额外的后续研究是为了检验衡量聊天机器人长期影响的可行性。

聊天机器人的设计

“Vac Chat, Fact Check”聊天机器人是我们团队开发的。为了促进传播，聊天机器人可以通过智能手机、平板电脑和个人电脑(即基于网络的)上的任何互联网浏览器访问。该聊天机器人只提供中文版本，因为大多数香港居民(>90%)都说中文。进入聊天机器人后，用户会收到一条关于如何使用聊天机器人的消息，以及一个显示聊天机器人核心功能的选项菜单。用户可以通过在菜单中输入相应数量的选项或关键字(如过敏)来导航聊天机器人，直接获取信息(图2和3.）.

聊天机器人的对话通常按照预定义的规则或决策树展开。为了更好地模拟人类互动，该聊天机器人还使用了由谷歌Dialogflow支持的自然语言处理(NLP)来处理闲聊(如问候和感谢)。该聊天机器人主要使用带有表情符号的文本提供回复，但一些消息也包括信息图(图3）.

干预内容遵循疫苗犹豫的信心、自满和便利(“3C’s”)模型[19]。具体而言，这些信息涉及对疫苗的有效性和安全性缺乏信任(信心)，缺乏对COVID-19风险的感知或认为没有必要接种疫苗(自满)，以及获得疫苗的障碍(便利)。该聊天机器人提供的信息被分为6个主要主题(表1）.我们基于人群的调查表明，对COVID-19的知识不足可能会导致对疫苗的犹豫[16]。因此，聊天机器人包含了COVID-19的基本信息。由于香港有两种疫苗(灭活疫苗和mRNA疫苗)，但符合不同的资格标准(年龄和怀孕状况)，聊天机器人还包括选择合适疫苗的决策辅助。

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仪器

COVID-19疫苗相关结果

所有COVID-19疫苗接种结果均在干预前和干预后进行测量。COVID-19疫苗接种状况通过询问“您是否接种过COVID-19疫苗?”回答选项为“是，2剂”、“是，1剂”和“否”。对接受COVID-19疫苗(回答“不”的人)或COVID-19增强剂(回答“是，2剂”的人)的意愿进行评估，评分范围从1(完全不可能)到5(非常可能)[20.]。通过改编海洋研究中的一个项目[21，我们还问，“如果你周围的人都在考虑接种COVID-19疫苗，你会……”回答的编码从1(建议他们不接种疫苗)到5(强烈鼓励他们接种)。

主要疗效结果是干预前到干预后COVID-19疫苗犹豫的变化。我们调整了世卫组织免疫战略咨询专家组制定的疫苗犹豫量表(VHS)，用于评估COVID-19疫苗犹豫。[22]。COVID-19 VHS包括9个李克特风格的项目，每个项目的编码从1(非常不同意)到5(非常同意;多媒体附件1［22，23])。对部分项目进行逆向编码后，对所有项目进行汇总，得出总分9 ~ 45分，得分越高，对新冠疫苗的犹豫程度越高。VHS还可以分为“缺乏信心”分量表(7项)和“风险”分量表(2项)进行分析。

在我们的样本中，COVID-19 VHS在干预前具有很高的内部一致性(Cronbachα=.86)和干预后(Cronbachα= .88点)(24]。未接种疫苗的参与者比接种1剂和2剂疫苗的参与者有更高的平均VHS评分(分别为28.6 vs 26.4 vs 23.0;P<措施)。VHS评分也与接受疫苗的意愿呈负相关和中度相关(Spearmanρ= -0.48;P=.01)或助推器(斯皮尔曼ρ= -0.55;P<.001)和鼓励他人接种疫苗的意愿(Spearman .001)ρ= -0.64;P<措施)(25]。

在4个月的随访中，我们通过最初未接种疫苗的参与者的回答“否”和“是，[数量]剂量”来评估他们的COVID-19疫苗接种状况。对于犹豫不决的参与者，我们询问他们是否接受了加强针(“是”或“没有”)。

可用性和可接受性结果

干预后问卷包括系统可用性量表(SUS)，这是软件工程中广泛使用的工具，用于测量参与者对聊天机器人的感知可用性。10项SUS给出了从0到100的综合评分，68或以上表示可用性高于平均水平[26]。其他可接受性指标包括聊天机器人在以下方面的感知有用性:(1)获取关于COVID-19疫苗的信息，(2)做出关于接种疫苗的决定，以及(3)增加接种疫苗的动机，每项评估都以1(完全没用)到5(非常有用)的等级进行评估。对聊天机器人的总体满意度是通过询问“你向其他人推荐聊天机器人的可能性有多大”来评估的，满分为11分，从0(完全不可能)到10(很可能)。

其他措施

基线问卷包括电子健康素养量表(eHEALS) [27]，已被翻译成中文，供我们的研究人群使用[28]。该量表包括8个项目，总分从8到40分。得分越高表明人们对使用卫生技术的感知能力越强。ehealals在我们的样本中具有很高的内部一致性(Cronbachα=点)。为了评估对COVID-19的感知易感性和严重程度，我们还问了一个问题:“你认为你未来感染COVID-19的可能性有多大?”以及“你认为COVID-19对健康有多大危险?”，每个问题都有11个回答选项。还收集了社会人口学特征、慢性疾病和以前接种流感疫苗的数据。

统计分析

为了评估聊天机器人的效果，我们使用了1样本，2尾t测试和Wilcoxon符号秩检验，以检查从干预前到干预后接受疫苗或加强剂的意愿的变化和COVID-19 VHS评分。我们还检查了COVID-19 VHS的“缺乏信心”和“风险”子量表的变化。COVID-19 VHS评分前后差异的效应量(Cohend)以平均差值除以平均差值的SD计算。我们46名参与者的样本量可以检测到0.43 (Cohend)在双侧5%显著性水平下，对COVID-19 VHS评分的前后差异进行了80%的检验。相应的可检测效应值为接种疫苗意愿为0.64 (n=21)，接受增强剂意愿为0.60 (n=24)。描述性地报告了干预的可用性和可接受性。对于第二个目标，我们使用双变量和多变量线性回归来检查所有调查对象中与COVID-19 VHS评分相关的因素。研究的因素包括社会人口特征、慢性疾病状况、以前接种过流感疫苗、电子健康素养，以及对COVID-19的易感性和严重程度。

所有统计分析均在Stata/MP软件(version 15.1;StataCorp)。我们使用了完整的病例分析，因为在基于网络的调查和干预后评估中，除了电子健康素养(n=2)和COVID-19的感知易感性(n=4)和严重程度(n=4)外，没有任何数据缺失。一个双向P<。0.05为有统计学意义。

结果

参与者的特征

所有受访者的平均(SD)年龄为21.4(6.3)岁，61%(177/290)受访者为女性(表2）.前后研究的参与者(n=46)与非参与者(n=244)具有相似的特征，除了如预期的那样，对COVID-19疫苗的犹豫明显更高(P<措施)。

COVID-19疫苗犹豫的相关因素

在所有调查对象中，双变量和多变量模型均显示，较低的电子卫生素养和对COVID-19危险的感知与较高的COVID-19疫苗犹豫有关(表3）.在对COVID-19疫苗接种状态进行额外调整后，结果相似(数据未显示)。

聊天机器人的前后评估

干预后评估的完成率为100%(46/46)。表4显示与COVID-19疫苗接种相关的所有指标从干预前到干预后的有利变化(平均持续时间:15.0天)。COVID-19 VHS评分主要疗效结局由28.6(干预前)显著降低至24.5(干预后)，平均差值为-4.2 (P<.001)和效应量(Cohend)为0.94。同样，“缺乏信心”和“风险”分量表得分均显著下降。从干预前到干预后，接种疫苗或接受增强剂的意愿和鼓励他人接种疫苗的意愿显著增加。一名在干预前未接种疫苗的参与者报告在干预后接种了第一剂疫苗。

聊天机器人的可用性和可接受性

在为期一周的试验期间，参与者平均使用聊天机器人的时间为64分钟(SD 47分钟)。花在聊天机器人上的时间越长，疫苗犹豫的程度就越低(Spearmanρ= 0.26;P=。08)。在使用聊天机器人的参与者(n=46)中，IQR SUS的中位数得分为72.5(65-77.5)(满分100分)。从1(完全不同意)到5(非常同意)，聊天机器人感知有用性的中位数(IQR)得分为4(4-4)，获得关于COVID-19疫苗的信息，3(2-4)，关于接种疫苗的决定，3(2-3)，增加接种疫苗的动机。中位数(IQR)推荐评分为7(6-8)，范围从0到10。

随访4个月时的疫苗接种情况

总体而言，22名最初未接种疫苗的参与者中有18人(82%)和24名接种疫苗犹豫不决的参与者中有19人(79%)对4个月后的随访有反应。所有18名未接种疫苗的参与者报告已接种COVID-19疫苗(2剂:n= 16,89%;1剂量:n=2, 11%)，而19名犹豫不决的参与者中有7人(37%)报告接受了增强剂。

讨论

主要研究结果

这项初步研究显示，在犹豫是否接种疫苗或接受增强剂的年轻人中，使用“Vac Chat, Fact Check”聊天机器人后，COVID-19疫苗的犹豫显著减少。根据科恩的经验法则[29]，即效应量(Cohen .d=0.94)很大。其他功效结果，包括接种疫苗或接受增强剂的意愿，以及鼓励他人接种疫苗的意愿，一致显示出聊天机器人的好处。该聊天机器人的可用性得到了SUS评分中位数72.5分(满分100分)的支持，该评分介于“好”(71.4分)和“优秀”(85.5分)的形容词评分之间。30.]。在0到10的范围内，该聊天机器人的推荐得分中位数为7，表明该聊天机器人的可接受性令人满意[31]。

我们使用疫苗和聊天机器人及其同义词的关键词在PubMed上进行搜索，只发现了1项同行评审的研究，该研究为聊天机器人促进COVID-19疫苗接种的有效性提供了经验证据。这项研究是在法国样本人群中进行的一项基于网络的实验，发现与聊天机器人互动可以促进对COVID-19疫苗的更积极态度和接种疫苗的意愿[32]。一项研究(预印本)还显示，在使用LINE即时通讯工具中的聊天机器人“Corowa-kun”后，日本成年人对疫苗的接受程度有所提高[33]。由于研究方法、样本特征和结果测量的差异，我们的研究与这些研究之间的直接比较是困难的。尽管如此，我们的研究结果与这些研究一致，显示聊天机器人对COVID-19疫苗的吸收有积极影响。

据我们所知，我们的研究首次将实际接种COVID-19疫苗或增强剂作为聊天机器人评估的结果指标。假设(保守地)所有随访失败的参与者都没有接种任何疫苗或加强剂，82%(18/22)最初未接种疫苗的参与者至少接种了一剂疫苗，而29%(7/24)犹豫不决的参与者接受了加强剂。作为参考，在2022年3月30日(与后续调查同日)，20至29岁的香港居民的相应比率分别为92%和28% [34]。请注意，由于样本特征的差异，这些数据无法直接进行比较，我们的参与者可能比一般人群更不愿意接种疫苗或增强剂。尽管如此，80%(37/46)的满意反应率为在未来试验中进行更长期(>3个月)随访的可行性提供了支持。

证实了我们之前在一般人群中的发现[16，我们发现，较高的感知严重程度(而不是对COVID-19的易感性)与较低的COVID-19疫苗犹豫有关。先前的研究发现，电子卫生素养与对COVID-19非药物预防措施的了解和坚持有关[17，35]。这项研究进一步发现，电子卫生素养与COVID-19疫苗犹豫有关。更高的电子卫生素养有助于人们处理和辨别基于网络的卫生信息的可信度，这可能会缓冲信息泛滥(疾病爆发期间准确或不准确的信息过多)以及针对疫苗的错误信息的影响，从而导致犹豫。我们的研究结果证实了建设电子卫生素养对抗击COVID-19大流行的重要性。

与大多数在COVID-19大流行期间为支持医疗保健而构建的聊天机器人类似[11，12，我们的“Vac Chat, Fact Check”聊天机器人主要是基于规则的。出于实际原因，我们决定不构建一个完全由NLP驱动的聊天机器人。首先，现有的和现成的NLP引擎在处理粤语(当地中国方言)的自由流动对话方面仍然不足。其次，基于规则的聊天机器人相对便宜，可以在医疗资源紧张时迅速开发和部署，以缓解大流行。基于nlp的聊天机器人可以更好地模拟人类互动，但需要大量的训练和资源才能充分使用。尽管如此，我们的研究提供了概念证明证据，支持聊天机器人作为一种推广疫苗接种的交付模式，这为开发更复杂、可能更有效的聊天机器人提供了动力。

限制

前后研究的主要局限性是缺乏对照组或对照组，这限制了使用聊天机器人后观察到的任何变化的因果推断。不能排除观察到的变化可归因于疫情过程中的环境变化的可能性。然而，这项研究是在香港本地传播水平较低，每日本地病例接近0时(从2021年6月至12月)进行的。这种情况，再加上干预前和干预后评估之间的间隔很短，不太可能对疫苗接种结果产生实质性影响。然而，这些发现必须被认为是初步的和产生假设的。另一个限制是样本量小，这妨碍了对聊天机器人在社会人口亚群体(如性别)中的有效性进行检查。第三，由于所有的测量都是自我报告的，所以不能排除社会可取性偏差。最后，我们的研究针对的是年轻人，因为他们比老年人更犹豫接种疫苗，而且他们经常使用社交网站，这是错误信息的主要来源。研究结果是否适用于其他人群尚不清楚。由于方便的抽样方法，我们的参与者可能不能代表所有未接种疫苗或犹豫不决的年轻人。

结论

促进COVID-19疫苗的接种对于减轻COVID-19的影响至关重要。这项试点研究提供了初步证据，支持聊天机器人在未接种疫苗或犹豫不决的年轻人中推广COVID-19疫苗接种的有效性、可用性和可接受性。有必要进行随机对照试验，以测试聊天机器人在增加COVID-19疫苗接种方面的有效性。虽然我们的研究表明聊天机器人对未接种疫苗和犹豫是否接种疫苗的年轻人都有好处，但这两组人犹豫接种疫苗的原因可能不同。还需要进一步的研究来了解它们的差异，以提供更有针对性的信息，优化聊天机器人的功效。