全球疫情如何演进——美国的极限是多少？

冠疫情爆发以来，我们自2月初发布多篇报告对国内和海外疫情进行了预测和跟踪，事后来看预测效果比较准确。到目前，各国疫情形势分化明显，不少国家防控效果明显，但全球每日新增病例还在不断攀升，全球疫情将如何发展，本文在传播动力学模型基础上多维度校验模型的输入参数，并充分评估主动防御措施对参数的影响，对疫情未来的发展及其对经济活动的影响展开分析。

　　主要内容

　　■ 新增病例转向发展中国家，美国在发达国家中“独树一帜”

　　过去一周的新增病例中，人均GDP一万美元以下的国家占比约60%，美国占比约28%，其余人均GDP一万美元以上的国家占比约12%。 

　　■ 疫情预测的关键是把握住核心参数R0（基本再生数，又叫传染系数）

　　目前R0仍比较高的是印度、巴西等发展中国家，美国R0为1.4左右，其他欧美国家R0基本降到0.7以下。

　　■ 美国离“群体免疫”还比较远

　　即使假设目前实际已感染过（获得免疫）的人数远高于公布的确诊人数，且假设防控力度维持现状不变，每日新增病例数将大幅上升，靠群体免疫达拐点也需要4个月左右，而每日新增病例数降到2万以内需要9个月左右。

　　■ 美国防控措施再度收紧或不可避免，对经济影响值得关注

　　如果仅维持现在的防控力度下，每日新增病例数最高将达到140万以上，这显然是美国医疗系统不可承受的，所以后续再度收紧防控措施或不可避免，事实上美国一些州近日已经开始收紧了。考虑到防控措施松紧摇摆，群体免疫的速度会更慢，预计靠群体免疫达到新增病例数的拐点的时间需要1.6年左右。可见，群体免疫的策略没有可操作性。

　　■ 疫情的复杂性和不确定性不可低估

　　仅靠防控措施在全球范围内消灭新冠病毒已几无可能，疫苗的研发虽然取得进展但最终的上市时间、免疫效果、供应能力等都还存在不确定性，免疫时效（抗体在人体内持续有效的时间）等新冠病毒本身的复杂性也不可低估。

　　■ 疫情对全球经济影响的深度和持续时间或超预期

　　如果像一些研究担忧的那样，抗体免疫时效较短，无法长期免疫（即感染过或者接种过疫苗的人一段时间后还能再被传染），则新冠病毒很可能要与人类长期共存下去。考虑到各地区卫生防疫水平的差异、定期接种疫苗的经济承受能力不同，可能形成不同地区间疫情风险巨大差异，这对跨国人员流动和全球化的经济模式可能产生深远的影响。

　　一、现状：新增病例转向发展中国家，美国“独树一帜”

　　发展中国家（比如人均GDP一万美元以下的国家）每日新增确诊病例数自5月中之后上升速度较快，目前仍处于加速趋势中。欧美国家在严格的防控措施下，新增病例数自4月中旬开始拐头下降，但美国在过早重启经济后自6月中开始新增病例明显反弹，疫情出现第二波，截止目前仍未出现明显拐点。除美国外的人均GDP一万美元以上的国家新增病例数趋于稳定。

　　过去一周全球报告新增病例约174万例，其中人均GDP一万美元以下的国家共约105万例（占比约60%），人均GDP一万美元以上的国家（不含美国）约21万例（占比约12%），美国约48万例（占比约28%）。可见目前大部分的新增病例出现在发展中国家，而发达国家中美国“独树一帜”。

　　图表1 全球累计确诊病例数走势：按人均GDP分类

　　数据来源：wind，中泰证券研究所  

　　图表2 截止目前（7月25日）累计确诊病例数分布

　　数据来源：wind，中泰证券研究所

　　图表3 每周新增确诊病例数：按人均GDP分类

　　数据来源：wind，中泰证券研究所

　　图表4 最近一周新增确诊病例数分布

　　数据来源：wind，中泰证券研究所

　　二、疫情发展预测：把握核心参数R0

　　自新冠疫情爆发以来，我们先后对国内疫情和海外疫情进行了预测，事后看预测效果与实际情形比较接近，主要原因是对流行病传播模型（SEIR）深刻理解的基础上，围绕传染系数R0这个核心参数进行测算和假设，而非简单套用模型去做数据拟合。事实上，病毒本身的传染能力决定了R0的初始值，而防控措施的实施效果决定了R0的下降速度。因此，对R0初始值测算和对防控措施效果评估的准确度基本决定了对疫情预测的准确度。

　　图表5 自新冠疫情发生以来发布的主要报告和预测结论

　　数据来源：中泰证券研究所

　　对国内疫情的预测：中性假设与实际情况非常贴近

　　在2月3日发布的《疫情拐点何时出现——基于数学模型的新冠病毒传播预测》中，通过春节前两周从武汉外迁到外省市的人数及随后两周的发病率反推当时武汉处于潜伏期的感染者规模，以此为参数，通过数值求解，测算出新冠病毒自然状态下（没有防疫措施下）的基本再生数（也叫传染系数）R0为5.38，远高于SARS，如此之高的R0值当时引起不少质疑。

　　以原始的R0值5.38为基本参数，考虑到当时国内采取了前所未有的防控措施，参考2003年SARS疫情在严格防控后R0的下降幅度，当时给出了中性假设下的预测结果：每日新增病例拐点在2月17日左右出现，总患者数量将达到8.8万左右。事后看，这一预测结果与实际情形非常接近。

　　图表6 2月3日对国内新冠疫情的预测及事后的实际确诊数据

　　数据来源：wind，中泰证券研究所

　　对美国疫情的预测：实际情形与悲观假设比较接近

　　在3月2日 发布的《海外疫情失控的概率有多大？》中，以国内防控措施的严格度以及使R0下降的幅度作为参考标尺，评估海外疫情防控的难度，当时提出海外疫情前景很不乐观，失控的概率较大。从流行病传播模型来看，基本传染数要下降到1以下，才能控制疫情，而在其他参数控制得跟国内相同水平的前提下，人员的接触频率要比平时下降66%以上，这对不少国家的组织动员能力可能存在较大挑战。

　　在3月20日发布的《模型揭示美国疫情失真，应果断推行方舱模式》中，对美国新冠疫情基于SEIR的模型框架进行测算，发现美国公布的确诊人数与模型预测的患者人数严重不符，指出当时美国公布的确诊人数严重失真。并通过分析国内和韩国的防疫成功经验，提出对轻症患者快速检测和隔离收治是控制疫情的重中之重，中国和韩国都是在采取方舱医院的模式，对轻症患者隔离收治后疫情得到迅速控制。

　　在4月1日发布的《全球疫情何时见拐点？》中，我们预判欧美每日新增病例预计在一周左右见顶，但疫情结束进程将很缓慢，即R0只能降到略小于1。对于美国的疫情，当时给出了乐观、中性、悲观三种假设，事后看，到5月底美国累计确诊人数比悲观假设略好一点。之所以当时只给出到5月底的预测，是因为“疫情结束速度缓慢，严格的防控措施难以长时间坚持”，预料到美国可能难以长时间坚持那么严格的防控措施。事实上美国确实在6月初放松了防控，在6月中旬迎来了第二波疫情反弹。

　　图表7 4月1日对美国疫情的预测及事后的实际数据

　　数据来源：wind，中泰证券研究所

　　说明：实际确诊数据在3月下旬到4月上旬上升速度明显快于模型预测值，可能主要是当时检测效率的快速提升，排查了之前积压的待检测病例。

　　可见，分析和把握住R0这个核心参数，是准确预判和分析疫情发展的重中之重。

　　当前疫情较严重国家的R0值

　　从传染系数R0来看，目前仍比较高的是美国和印度、巴西、南非、哥伦比亚等发展中国家，除美国外的其他欧美国家R0都基本下降到0.7以下了，美国目前的R0仍在1.4左右。

　　图表8 目前R0较高的国家

　　数据来源：wind，中泰证券研究所

　　三、美国离“群体免疫”还有多远

　　关于“群体免疫”的争论

　　自疫情在全球多地爆发以来，英国等国家在一开始时就提出过“群体免疫”的策略，后来在医疗系统不堪重负和民众的反对压力下都改变了策略。“群体免疫”简单来说就是让疫情自然发展，当大多数民众被传染并产生抗体后，疫情的传播速度就自然下降了。

　　“群体免疫”策略是否可行，可能取决于三个方面：1）病毒的传播速度和重症率，如果传播太快且重症率较高，则医疗体系面临崩溃的压力，而传播太慢则达到“群体免疫”的时间就会很长；2）病毒的致死率有多高，若致死率较高，则“群体免疫”造成的死亡人数和代价过大，民众难以接受；3）免疫时效，即抗体在人体内持续有效的时间，如果免疫时效较短，不能长期免疫，则意味着不可能达到“群体免疫”的效果。

　　在美国疫情迎来第二波，确诊病例数大幅攀升下，又有声音认为疫情可能根本无法防控，再过些时间，美国等国家可能就率先达到“群体免疫”了，到时中国等防控做得最好的国家离“群体免疫”最远，将面临巨大压力。那么美国离“群体免疫”还有多远？

　　假设保持现有防控力度下，美国达到“群体免疫”还要多久？

　　多久能达到“群体免疫”需要做合理的假设：

　　首先，美国已感染并获得免疫的人群有多大？美国在5月份之前检测力度是严重不够的，因此报告的确诊人数可能大幅低估了真实的病例数。假如公布的死亡人数比较准确，参考中国湖北省外地区、香港地区、韩国、以色列等防控较早、未发生明显医疗资源挤兑、老龄化程度与美国比较接近的地区的新冠病例致死率（约1%~2%），美国目前15万左右的死亡人数，按1%的致死率乐观估计，假设已感染的真实病例数（已免疫）为1500万左右。

　　其次，防疫措施的力度将如何变化？防疫措施的力度会影响传染系数和传染速度，会直接影响达到“群体免疫”的时间长度。为了简化，我们先假设美国按照目前的防控力度维持不变。之后再讨论这一假设的合理性和可操作性。

　　在上述两个基本假设下，在SEIR模型框架下进行数值模拟：美国疫情目前的R0在1.4左右，随后随着已传染（免疫）的群体慢慢扩大，R0将缓慢下降。在2020年11月下旬R0降到1以下，每日新增病例数也迎来拐点，此时已传染（免疫）的人口占比超过32%，但每日新增病例数的高点达到140万左右。到2021年4月下旬，R0才能降到0.65以下（与目前大部分欧洲国家接近），每日新增下降到2万以下，此时已传染的人口占比达到57%。

　　图表9 维持目前防控力度不变的情况下，美国疫情的演变预测

　　数据来源：模型预测，wind，中泰证券研究所

　　美国防控措施再次收紧或不可避免

　　从上文的测算结果可以看到，如果维持现有的力度，任疫情发展以达到“群体免疫”，每日新增病例数最高可能达到140多万，这显然远超美国医疗系统的承受能力。因此，美国再次收紧防控措施或不可避免，由此带来的经济再次停摆对大宗商品和资本市场的影响值得警惕。

　　事实上，在每日新增病例逼近10万时，美国医疗系统可能就有明显压力，最近有些州已经开始收紧防控措施了，美国政府也终于公开呼吁戴口罩了。往后看，美国的防疫措施可能在医疗系统承受力和重启经济的紧迫性之间松紧摇摆。

　　防控措施松紧摇摆下达到“群体免疫”更加遥遥无期

　　在防疫措施松紧摇摆下，疫情不会按照模型测算的快速传播以达到“群体免疫”。从目前情况看，每日新增病例数接近10万，美国医疗系统的压力就非常大了。考虑到随着检测覆盖面的扩大、被传染的年轻人比例增大以及医疗系统应对的经验越来越丰富，假设美国医疗系统能较长期承受的压力是每日新增15万左右。

　　参考前文数值模拟的结果，当已传染（已免疫）的人口占比达到32%之后，R0将下降到1以下，而当已免疫的人口达到57%之后，R0将降到0.65以下，随后疫情结束的进程将比较快。根据美国的总人口和每日新增15万左右的承受水平，简单估算下，通过“群体免疫”，R0自然降到1和0.65以下分别需要1.6年和3.2年。

　　可见，依靠新冠病毒感染来达到“群体免疫”的策略基本不可行，需要的时间太长，代价太大。而疫苗尽快研发上市可能是目前可以期待的希望，依赖疫苗加快主动免疫，才能真正解决问题。

　　四、疫情复杂性和不确定性不可低估

　　尽管欧美大部分国家通过严格的防控措施，疫情明显得到控制和缓和，新冠疫苗的研发也取得诸多进展，但我们认为疫情的复杂性和不确定性仍不可低估。

　　首先，新冠病毒的传播能力和途径不可低估。从国内海鲜市场引起的疫情复发，以及香港等地区疫情的二次发酵，都说明新冠病毒传播途径和能力、复杂性可能超预期。仅靠防控措施在全球范围内消灭新冠病毒已几无可能。

　　其次，疫苗的上市时间和供应能力仍存在不确定性。疫苗的研发虽然取得不少进展和令人鼓舞的临床试验效果，但最终的上市时间、免疫效果、供应能力等都还存在不确定性。疫苗对安全性的高要求以及生产技术的高门槛，可能都意味着疫苗上市的时间以及短期内的供应能力可能低于预期。

　　第三，免疫时效等新冠病毒本身的复杂性也不可低估。已有不少专家和研究对新冠病毒抗体的免疫时效（抗体在人体内持续有效的时间）提出担忧。如果像一些专家所担忧的那样，抗体在体内持续时间较短，无法长期免疫（即感染过或者接种过疫苗的人一段时间后还能再被传染），则新冠病毒很可能要与人类长期共存下去。而对疫苗的需求是定期接种，而非一次性接种，这显然大幅增加了接种疫苗的经济负担。

　　最后，疫情对全球经济影响的深度和持续时间或超预期：如果无法长期免疫，则新冠病毒很可能要与人类长期共存下去。考虑到各地区卫生防疫水平的差异、定期接种疫苗的经济承受能力不同，可能形成不同地区间疫情风险巨大差异，这对跨国人员流动和全球化的经济模式可能产生深远的影响。

　　风险提示：1）疫情的估算模型对输入参数较为敏感，模型计算结果或由于参数输入不同有较大差异；2）政策实施对疫情控制影响较大，可能改变估算模型的输入参数；3）市场系统性风险和监管超预期变动。

作者：李迅雷（中泰证券首席经济学家）
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