“남편 무정자증인데 아내 임신” 고환 조직 속 ‘숨겨진 정자’ 8개 찾아낸 AI 기술

세줄 요약

• AI 정자 탐색 STaR, 무정자증 임신 성공
• 고환 조직서 숨은 정자 8개 분리, 난자 주입
• 환자 175명 중 30% 발견, 수동보다 40배 우수

임신부 자료사진. 사진은 기사 내용과 무관함. 픽사베이

“여보, 나 임신 성공했대.”

지난해 11월 초 어느 날 미국 뉴저지에 거주하는 페넬로페(가명)는 저녁에 귀가한 남편 새뮤얼(가명)을 보자마자 감격에 가득 찬 목소리로 이렇게 전했다.

페넬로페는 “임신 사실을 들은 남편의 얼굴에는 온갖 감정이 뒤섞여 있었고, 결국 눈물을 흘렸다”고 당시를 회상하면서 “임신을 위해 그동안 정말 많은 시간과 노력을 쏟았고, 특히 배아가 하나밖에 없는데 성공했다는 사실이 저희는 너무도 기뻤다”고 말했다.

영국 BBC는 미국 컬럼비아대 제브 윌리엄스 교수팀이 5년간의 연구 끝에 2024년 개발한 ‘스타’(STaR·Sperm Track and Recovery) 시스템을 통해 무정자증 남성의 ‘숨겨진 정자’로 임신에 성공한 사례를 지난달 30일(현지시간) 소개했다.

아내와의 사이에서 자녀를 갖지 못하던 새뮤얼은 여러 검사 끝에 자신이 클라인펠터 증후군을 갖고 있다는 사실을 알게 됐다. 클라인펠터 증후군은 남성이 X 염색체를 하나 더 가지고 태어나는 유전 질환으로, 대부분 몸 밖으로 배출된 정액에 정자가 전혀 없는 ‘무정자증’을 겪는다.

스타 시스템은 인공지능(AI)을 활용해 무정자증 남성에게 극소수의 ‘숨겨진 정자’를 식별하고 찾아낸다.

윌리엄스 박사는 최근 이 기술을 사용한 환자 175명 중 약 30%에서 정자를 찾아낼 수 있었다고 전했다. 이 환자들은 자신의 정자로는 아이를 가질 가능성이 전혀 없다는 진단을 받았던 사람들이다.

일반적인 남성의 정액에는 ㎖당 수천만개의 정자가 있지만 무정자증 남성의 정액 샘플에서는 단 한 개의 정자도 발견되지 않는 경우가 많다. 그러나 AI를 활용한 스타 시스템은 숙련된 인간 기술자가 수동으로 찾는 것보다 40배 더 많은 정자를 발견할 수 있다고 윌리엄스 박사는 설명했다.

난자를 향해 이동하는 정자를 표현한 3D 렌더링 이미지. 123RF

새뮤얼 사례의 경우는 정자 찾기 난도가 더 높았다. 클라인펠터 증후군 환자의 경우는 정액에 정자가 전혀 없기 때문에 고환 조직에서 정자를 찾아내야 했다. 9개월간 호르몬 치료를 마친 새뮤얼의 고환 조직 일부를 채취한 의료진은 이를 연구팀으로 보냈고, 연구팀은 여기에서 정자 8개를 분리했다. 이후 정자는 페넬로페의 난자에 주입됐고 오는 7월 태어날 예정인 아기로 엄마의 뱃속에서 성장했다.

2년 반이라는 시간 동안 고통스러운 노력 끝에 출산을 앞두게 된 페넬로페는“이제 태동이 느껴지기 시작하면서 임신했다는 사실이 정말 실감 난다. 정밀 초음파 검사도 받았는데 모든 결과가 정말 좋게 나왔다”며 행복해했다.

윌리엄스 박사는 “스타 시스템은 초당 300장의 이미지를 촬영한다. 모든 파편과 세포 조각들 속에서 정자를 찾아내려고 애쓴다”면서 “이 시스템은 민감도 100%를 달성했다”고 말했다. 이는 정액 샘플에 정자가 하나라도 존재한다면 그것을 찾아낼 수 있다는 의미다.

다만 스타 시스템의 장기적인 결과를 평가하려면 더 많은 대규모 임상 시험이 필요하며 민감한 의료 데이터 처리 방식, 환자 기밀 유지, 책임 및 소유권 관련 분쟁에 대한 명확한 지침이 필요하다는 데 전문가들은 동의한다고 BBC는 전했다.

이정수 기자