Finalmente lo resolví, debe usar un middleware para actualizar cualquier dato en la sesión para que la cookie se vuelva a enviar, así:
app.use(function(req, res, next) {
req.session._garbage = Date();
req.session.touch();
next();
});
De esta forma, maxAge se actualizará tanto en la cookie como en la sesión en cada solicitud a la aplicación.
