싱가포르 국립대학교(NUS Medicine) 용루린 의과대학 연구진이 개인의 인지 저하 및 치매 위험을 예측할 수 있는 인공지능(AI) 기반 망막 사진 분석 시스템을 최초로 개발했습니다. 저명한 학술지 'Alzheimer's & Dementia'에 게재된 이 선구적인 연구는 'RetiPhenoAge'라는 새로운 딥러닝 바이오마커를 소개합니다. 이 혁신적인 도구는 표준 안구 이미지를 기반으로 망막의 생물학적 나이를 추정하여, 뇌 건강을 평가하고 증상이 나타나기 전에 위험군을 식별하는 비침습적이고 잠재적으로 확장 가능한 방법을 제공합니다.

싱가포르 기억력 클리닉에서 500명 이상의 참가자를 대상으로 진행된 이 연구는 더 높은 '망막 생물학적 나이'와 5년 내 인지 저하 또는 치매 발병 위험 증가 사이에 유의미한 상관관계가 있음을 발견했습니다. RetiPhenoAge의 표준편차 1단위 증가당 위험이 25-40% 증가했습니다. 이러한 결과는 영국 바이오뱅크(UK Biobank)의 33,000명 이상 참가자 데이터를 사용하여 강력하게 검증되었으며, RetiPhenoAge의 다양한 인구 집단에서의 예측 유용성과 12년간의 치매 위험과의 연관성을 확인했습니다.

추가 분석 결과, RetiPhenoAge로 측정된 망막 노화는 신경 퇴행과 관련된 주요 생물학적 과정을 반영하는 것으로 나타났습니다. 뇌 스캔 및 혈액 표지자를 사용하여 RetiPhenoAge와 실제 뇌 변화 및 혈액 내 노화 관련 단백질 변화 간의 연관성을 확인했습니다. 이를 통해 망막 노화는 인지 건강의 신뢰할 수 있는 대리 지표로 확립되었습니다. NUS Medicine 혁신 및 정밀 안과 센터장인 청칭유(Cheng Ching-Yu) 교수는 RetiPhenoAge의 비침습적 특성을 강조하며, "RetiPhenoAge를 통해 우리는 개인의 생물학적 나이를 비침습적으로 추정할 수 있으며, 이는 인지 건강 관리와 전반적인 노화 연구 모두에 귀중한 통찰력을 제공합니다."라고 말했습니다. NUS Medicine 건강 장수 번역 연구 프로그램 부의장인 크리스토퍼 첸(Christopher Chen) 교수는 "전 세계적으로 치매 환자 수가 증가함에 따라, 확장 가능하고 예측 가능한 도구가 시급히 필요합니다. RetiPhenoAge는 효과적이고 저렴한 지역 사회 차원의 스크리닝의 열쇠가 될 수 있습니다."라고 덧붙였습니다. 연구팀은 현재 더 크고 다양한 아시아 인구 집단에서 이 스크리닝 도구를 검증하고 조기 치매 치료를 위한 임상 적용 가능성을 평가하는 데 집중하고 있습니다.

주요 맥락

배경 및 역사: 전 세계적으로 치매 및 인지 저하의 부담이 증가함에 따라 조기 비침습적 진단 도구에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 전통적인 방법은 종종 침습적이거나 비용이 많이 들거나 광범위한 스크리닝에 접근하기 어렵습니다. 뇌와의 직접적인 신경 및 혈관 연결을 가진 눈은 신경계 질환 연구에서 유망한 분야로 부상했습니다. AI가 복잡한 의료 이미지를 분석하는 능력은 이 분야를 가속화했습니다.
관련 개발: 이전 연구에서는 망막 특징(혈관 밀도 및 층 두께 등)과 인지 건강 간의 연관성을 시사해 왔습니다. 본 연구는 고급 딥러닝을 활용하여 특정하고 검증된 바이오마커인 RetiPhenoAge를 생성함으로써 이러한 발견을 기반으로 합니다.
중요한 연결: RetiPhenoAge로 측정된 망막 노화는 뇌소혈관질환(CSVD) 및 뇌 위축의 신경 영상 표지자, 그리고 노화 및 신경 퇴행과 관련된 혈액 단백질 표지자의 변화와 상관관계가 있는 것으로 나타났습니다.

영향 분석

이 AI 기반 안구 스캔 기술은 인지 저하 및 치매의 탐지 및 관리 방식을 혁신할 것으로 기대됩니다. 개인에게는 간단한 비침습적 안구 검사를 통해 조기 위험 식별 가능성을 제공하여 생활 습관 변화나 표적 치료와 같은 시기적절한 개입을 가능하게 합니다. 이는 삶의 질을 크게 향상시키고 질병 진행을 늦출 수 있습니다. 보건 시스템의 경우, RetiPhenoAge는 특히 표준 안구 영상 장비가 이미 사용 가능한 일차 진료 환경에서 확장 가능하고 저렴하며 사전 예방적인 스크리닝 기회를 제공합니다. 이는 기억력 클리닉의 막대한 부담을 완화하고 치매 관리의 장기적인 경제적 부담을 줄일 수 있습니다. 이 기술은 또한 임상 시험에서의 치료 효과 모니터링 및 환자 관리를 개선할 수 있는 길을 열어줍니다.

타임라인

발생한 일: NUS Medicine 연구진은 AI 분석을 통해 망막 사진의 RetiPhenoAge 바이오마커를 개발하고 검증했습니다.
현재 진행 상황: 이 연구는 'Alzheimer's & Dementia'에 게재되었으며, 싱가포르 및 영국 코호트에서 결과가 검증되었습니다. 연구팀은 더 다양한 아시아 인구 집단에서 이 도구를 검증하고 임상 적용 가능성을 평가하기 위해 적극적으로 노력하고 있습니다.
다음 단계: 향후 단계에는 다양한 인구 집단에 대한 광범위한 검증, 정기 건강 검진 및 클리닉 통합, 인지 저하를 늦추기 위한 개입에 대한 환자 반응을 모니터링하는 데 사용 탐구가 포함됩니다.

다양한 관점

NUS Medicine 연구진: RetiPhenoAge를 인지 건강 관리를 잠재적으로 변화시킬 수 있는 치매 위험의 조기 발견을 위한 비침습적, 확장 가능하고 저렴한 스크리닝 도구를 제공하는 중요한 발전으로 간주합니다.
과학계: 특히 증가하는 전 세계 치매 위기에 대처할 수 있는 잠재력 때문에, 이 발견은 디지털 바이오마커 및 의료 분야 AI의 중요한 진전으로 면밀히 관찰되고 있습니다.
의료 제공자: 이 도구가 조기 환자 식별 및 개입을 촉진하기 위해 정기적인 안과 검진과 같은 기존 임상 워크플로우에 어떻게 통합될 수 있는지에 대한 큰 관심이 있습니다.
환자 및 가족: 이 개발은 조기 진단, 더 나은 관리 옵션, 그리고 잠재적으로 쇠약하게 하는 인지 상태의 진행을 늦추는 데 대한 희망의 빛을 제공합니다.