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Chao Cheng
Fan Li

集群随机试验中间接效应与溢出效应的半参数因果中介分析

研究问题
如何在集群随机试验中区分自然间接效应、个体中介效应和他人中介变量带来的溢出效应,并进行稳健高效估计?
方法与思路
作者为各中介效应推导有效影响函数,据此构造双重稳健估计器,并使用参数工作模型或机器学习估计干扰函数。
材料陈述的贡献
摘要称,研究建立相应半参数效率理论和实用估计方法,并通过模拟及重新分析一项真实集群试验展示其表现。
阅读关注点
应核对各效应的反事实定义、集群内干扰边界、中介识别条件,以及双重稳健组合和机器学习达到效率所需的收敛条件。
阅读边界
这是 arXiv 预印本,同行评审或期刊接收未经核实;摘要未列中介识别假设与效率条件,随机处理本身不能补足这些信息。

原文摘要

In cluster-randomized trials (CRTs), there is emerging interest in exploring the causal mechanism in which a cluster-level treatment affects the outcome through an intermediate outcome. The majority of existing causal mediation methods are applicable to independent data and only a few exceptions have considered assessing causal mediation in CRTs, all of which heavily depend on parametric assumptions. In this article, we develop a formal semiparametric efficiency theory to motivate new doubly-robust methods for addressing different mediation effect estimands -- the natural indirect effect, individual mediation effect, and spillover mediation effect (the extent to which one's outcome is influenced by others' mediators). We derive the efficient influence function for each estimand, and carefully parameterize each efficient influence function to motivate practical estimators. We consider both parametric working models and data-adaptive machine learners to estimate the nuisance functions, and obtain the semiparametric efficient estimators in the latter case. We conduct simulation studies to demonstrate the finite-sample performance of our new estimators and illustrate our proposed methods by reanalyzing a real-world CRT.

笔记与分组
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