18년간 임신 시도 실패한 부부…AI가 해결해줬다

18년간 불임 치료를 지속하며 전 세계 불임 치료 센터를 찾아다녔지만 임신에 성공하지 못했던 부부가 AI 도움으로 첫 아이를 임신했다고 밝혀졌다. 무정자증 남편으로부터 정상 기능하는 정자를 찾아내는 데 AI가 활용된 것.

컬럼비아대학교 불임치료센터에서 치료받은 부부는 남편이 무정자증으로 18년간 임신할 수 없었다. 무정자증 남성 대다수는 완전히 건강하고 정상이라고 느끼며 성기능에 장애가 없고 정액도 정상적으로 보인다. 하지만 현미경으로 관찰하면 통상 수억 개가 포함되어야 할 정액 중에 세포 파편이나 단편만 보일 뿐 정자는 거의 발견되지 않는다.

이 부부가 시도한 새로운 접근법은 AI를 활용해 정자를 검출하는 STAR(Sperm Track and Recovery)법이라는 방법이었다. STAR법에서는 고속 카메라와 고해상도 영상 기술이 탑재된 현미경이 사용된다. 남성으로부터 채취한 정액 샘플을 현미경 하 전용 칩에 배치하면 1시간 미만으로 800만 장이 넘는 영상이 촬영되고 특별히 훈련된 AI가 정자를 식별한다. 이를 통해 즉시 해당 정자 세포를 작은 액적의 배지에 분리해 회수할 수 있다.

이번 사례에서는 숨겨진 정자 3개가 발견·회수되어 체외수정을 거쳐 수정에 성공했다. STAR법을 사용해 임신에 성공한 것은 이 부부가 처음이라고 한다.

아내는 많은 실망을 겪은 후 희망을 최소한으로 억제하고 있었다며 자신이 정말 임신했다고 믿는 데 2일이 걸렸으며 지금도 아침에 일어나면 정말인지 믿을 수 없다면서 스캔을 보기 전까지는 아직 임신하고 있다고 생각되지 않는다고 말했다.

컬럼비아대학교 생식의료센터 디렉터인 제브 윌리엄스 의사 등은 STAR법을 개발하는 데 5년을 소요했다고 한다. STAR법으로 고도의 지식을 가진 기술자가 2일간 작업해도 정자를 찾을 수 없었던 정액 샘플에서 1시간 만에 정자 44개를 발견한 사례도 있으며 윌리엄스 의사는 의료를 변혁하는 것이라고 느꼈다고 밝혔다.

지금까지 무정자증 치료법으로 시행되어 온 건 환자 고환에서 직접 정자를 채취하는 수술이었다. 이는 고환 일부를 절제하고 작은 단편으로 분할해 그곳에서 정자를 찾는 것으로 영구적인 상처나 고환 손상을 일으킬 가능성이 있어 수 차례 밖에 시행할 수 없으며 통증을 수반한다고 한다. 이 밖에도 호르몬제를 투여하는 방법 등이 있으며 다른 치료가 성공하지 않을 경우 기증자로부터 정자를 받게 된다.

윌리엄스 의사는 STAR법이 새로운 선택지가 될 가능성이 있다고 확신하고 있으며 STAR법 관련 연구 성과를 공표해 다른 불임치료센터와 공유하고 싶다는 뜻을 밝혔다. 현재 STAR법은 컬럼비아대학교 불임치료센터에서만 이용 가능하며 비용은 3,000달러 미만이 될 예정이라고 한다.

AI가 무정자증 남성을 지원하기 위해 활용되는 건 이번이 처음이 아니다. 브리티시컬럼비아대학교 연구팀이 마찬가지로 정자를 찾는 과정을 자동화하는 AI 모델을 개발하고 있다. 이 대학 세반 헤로 의사는 AI는 학습에 의존하므로 이 분야에 적합하다면서 정자 외형과 형태, 가져야 할 특징을 보여주는 영상을 학습하면 찾으려는 걸 찾아내 준다고 말했다. 윌리엄스 의사는 STAR법은 팀워크로 개발된 것이라며 이게 모두를 동기부여하고 추진력을 제공한 건 지금까지 임신 기회를 얻지 못했던 커플을 도울 수 있다는 희망이라고 밝혔다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.