[뉴스스페이스=김정영 기자] 미국 매스제너럴 브리검(Mass General Brigham) 연구진이 암 환자의 얼굴 사진 두 장만으로 생존 가능성을 예측하는 인공지능(AI) 기술을 한 단계 더 진화시켰다.

sciencedirect, Medscape, EurekAlert!, massgeneralbrigham.org에 따르면, 단순히 한 시점의 생물학적 나이를 추정하는 데 그치지 않고, 시간 경과에 따른 '얼굴 노화 속도(Face Aging Rate, FAR)'를 측정해 암 예후를 더 정확하게 내다본다는 연구 결과가 국제 학술지 《네이처 커뮤니케이션즈》에 4월 28일 게재됐다. 이는 기존 혈액 검사나 생검과 같은 기존의 비침습적 바이오마커로 대체할 수 있다는 방법으로 주목받고 있다.

얼굴 노화 40% 빠른 암 환자, FAR 높을수록 사망 위험 증가

연구팀은 딥러닝 기반 AI 도구 '페이스에이지(FaceAge)'를 활용해 2,279명의 암 환자를 대상으로 치료 과정 중 서로 다른 시점에 촬영한 두 장의 얼굴 사진을 분석했다. 페이스에이지는 주름, 피부 상태, 얼굴 윤곽 등 다양한 특징을 분석해 생물학적 나이를 추정하는 시스템으로, 건강한 사람 5만8,851명의 얼굴 사진으로 학습됐다.

분석 결과, 암 환자들의 얼굴은 실제 시간 경과보다 평균 40% 더 빠르게 늙는 것으로 나타났다. 특히 FAR 수치가 높을수록, 즉 얼굴 노화 속도가 빠를수록 생존 확률이 유의미하게 감소했으며, 사진 촬영 간격이 2년 이상일 때 이 연관성은 더욱 뚜렷하게 나타났다.

단일 시점 측정보다 장기 예측력 우수

연구진은 기존 지표인 '나이 편차(Face Age Deviation, FAD)'도 함께 분석했다. FAD는 한 시점의 사진에서 추정된 생물학적 나이가 실제 나이보다 얼마나 많은지를 나타내는 지표다. 분석 결과, FAD와 FAR 값이 모두 높은 환자는 예후가 더 나쁜 경향을 보였다.

다만 장기적으로 예후를 예측하는 데는 사진 한 장에서 얻은 FAD보다 시간에 따른 변화량을 보는 FAR이 더 안정적인 정보를 제공하는 것으로 확인됐다. 메드스케이프(Medscape)는 FAR이 기준선 FAD보다 예후 예측력이 더 높다는 분석을 제시했다.

5년 더 늙어 보이는 암 환자, 생존율과 직접 연관

이번 연구는 지난해 《란셋 디지털 헬스(The Lancet Digital Health)》에 게재된 페이스에이지의 초기 검증 연구를 기반으로 한다. 당시 연구에서는 6,196명의 암 환자를 대상으로 분석한 결과, 암 환자들은 건강한 사람보다 생물학적 나이가 평균 5세 높았고, 실제 나이보다도 평균 5세 더 많아 보이는 것으로 나타났다.

또한 생물학적 나이가 높을수록 여러 암 유형에서 전반적인 생존율이 낮아졌으며, 완화 방사선 치료를 받는 환자의 단기 기대 수명을 예측하는 데 있어 페이스에이지가 임상의보다 우수한 성능을 보였다. 페이스에이지를 임상 평가에 통합하면 6개월 생존 예측 정확도가 61%에서 80%로 향상됐다.

임상 적용 가능성과 과제

매스제너럴브리검의 인공지능 의학(AIM) 프로그램 책임자 휴고 에어츠(Hugo Aerts) 박사는 "단순한 사진으로 페이스에이지를 시간에 걸쳐 추적하는 것은 비침습적이고 비용 효율적인 생체 지표로서, 개인이 자신의 건강 상태를 파악하는 데 도움을 줄 수 있다"고 밝혔다.

공동 책임 저자인 방사선 종양학자 레이먼드 막(Raymond Mak) 박사는 "다중의 일상적인 얼굴 사진에서 FAR을 도출하면 개인의 건강을 거의 실시간으로 추적할 수 있다"며 "이 접근법이 개인 맞춤형 치료 계획을 정교하게 다듬고, 환자 상담을 개선하며, 종양학 분야에서 후속 관리의 빈도와 강도를 결정하는 데 도움을 줄 수 있을 것"이라고 설명했다.

다만 연구진은 페이스에이지와 FAR이 임상 현장에서 널리 활용되기 위해서는 더 다양한 인종, 연령대, 질환 집단을 대상으로 한 추가 검증이 필요하다고 강조했다. 특히 더 큰 규모의 코호트에서 검증 작업을 진행하고, 암 이외의 다른 질환 환자들에게도 이러한 발견이 적용되는지 확인할 필요가 있다는 점을 지적했다.