In 1978, Louise Brown became the world's first baby to be born by in vitro fertilization, or IVF. Her birth revolutionized the field of reproductive medicine. Given that approximately one in eight heterosexual couples has difficulty conceiving, and that homosexual couples and single parents often need clinical help to make a baby, the demand for IVF has been growing. IVF is so common, that more than 5 million babies have been born through this technology.
Năm 1978, Louise Brown trở thành người đầu tiên trên thế giới được sinh ra bằng phương pháp thụ tinh trong ống nghiệm (IVF). Sự kiện này là cuộc cách mạng trong ngành sản khoa. Trung bình, cứ tám đôi nam nữ thì lại có một đôi bị hiếm muộn, hay như các đôi đồng tính, cha mẹ đơn thân đều phải nhờ y học giúp đỡ để có con, nên nhu cầu về IVF ngày càng tăng. IVF khá phổ biến, và có hơn 5 triệu trẻ em được sinh ra bằng phương pháp này.
IVF works by mimicking the brilliant design of sexual reproduction. In order to understand IVF, we first need to take a look at the natural process of baby making. Believe it or not, it all starts in the brain. Roughly fifteen days before fertilization can happen, the anterior pituitary gland secretes follicle stimulating hormone, FSH, which ripens a handful of follicles of the ovary that then release estrogen. Each follicle contains one egg, and on average, only one follicle becomes fully mature. As it grows and continues to release estrogen, this hormone not only helps coordinate growth and preparation of the uterus, it also communicates to the brain how well the follicle is developing. When the estrogen level is high enough, the anterior pituitary releases a surge of luteinizing hormone, LH, which triggers ovulation and causes the follicle to rupture and release the egg.
IVF hoạt động dựa trên mô phỏng quá trình sinh sản đặc biệt ở người. Để hiểu rõ IVF, trước tiên cần nắm được quy trình "sản xuất em bé" theo tự nhiên. Tin hay không tùy bạn, toàn bộ quy trình này đều do não chỉ định. Khoảng mười lăm ngày trước khi thụ tinh diễn ra, thùy trước tuyến yên tiết ra hooc-môn kích thích nang trứng (FSH), làm chín nang trứng trong buồng trứng, nơi tạo ra hoóc-môn sinh dục nữ (estrogen). Mỗi nang trứng chứa một trứng, và trung bình, chỉ có một nang trứng chín hoàn toàn. Nang trứng phát triển và tạo ra estrogen, không chỉ giúp tổ chức cho sự phát triển và chuẩn bị của tử cung, mà còn thông báo với não sự phát triển của nang trứng. Khi lượng estrogen đã đạt nồng độ phù hợp, tuyến yên sẽ giải phóng hooc-môn hoàng thể hóa (LH), giúp kích thích rụng trứng và buộc nang trứng cắt đứt, giải phóng trứng.
Once the egg leaves the ovary, it is directed into the Fallopian tube by the finger-like fimbriae. If the egg is not fertilized by sperm within 24 hours, the unfertilized egg will die, and the entire system will reset itself, preparing to create a new egg and uterine lining the following month.
Khi trứng đã rời tử cung, nó được đưa vào ống Phalop bằng tua buồng trứng có dạng như ngón tay. Nếu trứng không được thụ tinh trong vòng 24 giờ, nó sẽ chấm dứt vòng đời, và một chu kỳ mới lại bắt đầu, chuẩn bị tạo ra trứng mới và niêm mạc tử cung ở tháng tiếp theo.
The egg is the largest cell in the body and is protected by a thick, extracellular shell of sugar and protein called the zona pellucida. The zona thwarts the entry and fusion of more than one sperm, the smallest cell in the body.
Trứng là tế bào lớn nhất trong cơ thể, được bảo vệ bởi một lớp vỏ ngoài dày chứa đường và đạm, gọi là màng zona. Zona ngăn chặn sự xâm nhập và hợp nhất của nhiều hơn một tinh trùng, tế bào nhỏ nhất trong cơ thể.
It takes a man two to three months to make sperm, and the process constantly renews. Each ejaculation during sexual intercourse releases more than 100 million sperm. But only 100 or so will ultimately make it to the proximity of the egg, and only one will successfully penetrate through the armor of the zona pellucida.
Phải mất từ hai tới ba tháng để tái tạo tinh trùng, và bắt đầu chu kỳ mới. Mỗi lần xuất tinh, có hơn 100 triệu tinh trùng được giải phóng. Nhưng chỉ khoảng 100 tinh trùng tiếp cận được với trứng, và chỉ một tinh trùng duy nhất có thể xuyên qua tấm chắn của màng zona.
Upon successful fertilization, the zygote immediately begins developing into an embryo, and takes about three days to reach the uterus. There, it requires another three or so days to implant firmly into the endometrium, the inner lining of the uterus. Once implanted, the cells that are to become the placenta secrete a hormone that signals to the ovulated follicle that there is a pregnancy in the uterus. This helps rescue that follicle, now called the corpus luteum, from degenerating as it normally would do in that stage of the menstrual cycle. The corpus luteum is responsible for producing the progesterone required to maintain the pregnancy until six to seven weeks of gestation, when the placenta develops and takes over, until the baby is born approximately 40 weeks later.
Khi thụ tinh thành công, hợp tử ngay lập tức bắt đầu phát triển thành phôi thai, và mất khoảng ba ngày để di chuyển tới tử cung. Ở tử cung, phôi cần khoảng ba ngày để bám chặt vào niêm mạc tử cung, (lớp lót bên trong tử cung). Một khi đã gắn sâu, các tế bào sắp trở thành nhau thai sẽ tiết ra hooc-môn báo hiệu cho nang noãn rằng cơ thể đang mang thai. Việc này sẽ giúp cho nang trứng, với tên gọi bây giờ là hoàng thể, tránh khỏi việc bị thoái hóa như thường lệ trong chu kỳ kinh nguyệt. Hoàng thể có nhiệm vụ sản xuất hooc-môn progesterone giúp duy trì thai khỏe mạnh trong vòng 6 đến 7 tuần của thai kỳ, giai đoạn mà nhau thai phát triển và lớn dần, tới khi em bé được sinh ra khoảng 40 tuần sau đó.
Now, how do you make a baby in a lab? In patients undergoing IVF, FSH is administered at levels that are higher than naturally occuring to cause a controlled overstimulation of the ovaries so that they ultimately produce multiple eggs. The eggs are then retrieved just before ovulation would occur, while the woman is under anesthesia, through an aspirating needle that is guided by ultrasound. Most sperm samples are produced by masturbation.
Vậy, làm thế nào để tạo ra em bé trong phòng thí nghiệm? Với những bệnh nhân được điều trị IVF, nồng độ FSH sẽ được tiêm vào cơ thể cao hơn mức tự nhiên với mục đích kích thích buồng trứng có kiểm soát nhằm tạo ra nhiều trứng. Trứng sẽ được thu hoạch trước khi quá trình rụng trứng diễn ra, ngay khi người phụ nữ đang được gây mê bằng một kim hút hoạt động nhờ siêu âm. Đa phần các mẫu tinh trùng thu được là nhờ phương pháp thủ dâm.
In the laboratory, the identified eggs are stripped of surrounding cells and prepared for fertilization in a petri dish. Fertilization can occur by one of two techniques. In the first, the eggs are incubated with thousands of sperm and fertilization occurs naturally over a few hours. The second technique maximizes certainty of fertilization by using a needle to place a single sperm inside the egg. This is particularly useful when there is a problem with the quality of the sperm.
Trong phòng thí nghiệm, trứng được chọn sẽ được tách khỏi các tế bào xung quanh và chuẩn bị cho quá trình thụ tinh trong đĩa Petri. Có thể tiến hành thụ tinh bằng một trong hai phương pháp. Với cách thứ nhất, trứng sẽ được ấp với hàng ngàn tinh trùng và thụ tinh diễn ra tự nhiên trong vài giờ. Kỹ thuật thứ hai sẽ tối đa hóa khả năng thụ tinh bằng việc bơm duy nhất một tinh trùng vào trong trứng. Kỹ thuật này đặc biệt hữu ích với các trường hợp tinh trùng chất lượng kém.
After fertilization, embryos can be further screened for genetic suitability, frozen for later attempted pregnancies, or delivered into the woman's uterus via catheter. Common convention is to transfer the embryo three days after fertilization, when the embryo has eight cells, or on day five, when the embryo is called a blastocyst, and has hundreds of cells. If the woman's eggs are of poor quality due to age or toxic exposures, or have been removed due to cancer, donor eggs may be used. In the case that the intended mother has a problematic uterus, or lacks one, another woman, called the gestational carrier or surrogate, can use her uterus to carry the pregnancy.
Sau thụ tinh, phôi có thể được kiểm tra về sự thích hợp di truyền, hay đông lạnh để dùng trong tương lai, hoặc chuyển vào tử cung thông qua ống thông đường tiểu. Thông thường, phôi sẽ được chuyển đi sau ba ngày kể từ khi thụ tinh, khi phôi đã có tám tế bào, hoặc vào ngày thứ năm, khi phôi trở thành phôi nang, và có hàng trăm tế bào. Nếu trứng có chất lượng kém do tuổi tác hay tác hại của hóa chất, hay bị cắt bỏ bởi bệnh ung thư, ta có thể dùng trứng được hiến tặng. Trong trường hợp người phụ nữ mắc bệnh lý, hoặc không có tử cung, một người phụ nữ khác, gọi là người mang thai hộ hay mẹ thay thế, có thể mang thai giúp cho người kia.
To increase the odds of success, which are as high as 40% for a woman younger than 35, doctors sometimes transfer multiple embryos at once, which is why IVF results in twins and triplets more often than natural pregnancies. However, most clinics seek to minimize the chances of multiple pregnancies, as they are riskier for mothers and babies.
Để tăng tỉ lệ thành công, vào khoảng 40% cho phụ nữ dưới 35 tuổi, bác sĩ thường chuyển nhiều phôi cùng một lúc, đó là lý do những ai điều trị IVF mang thai đôi hay thai ba hơn là thai đơn như bình thường. Tuy nhiên, các bệnh viện thường tìm cách tối thiểu hóa cơ hội mang đa thai, vì các trường hợp này đều nguy hiểm cho cả mẹ và con.
Millions of babies, like Louise Brown, have been born from IVF and have had normal, healthy lives. The long-term health consequences of ovarian stimulation with IVF medicines are less clear, though so far, IVF seems safe for women. Because of better genetic testing, delayed childbearing, increased accessibility and diminishing cost, it's not inconceivable that artificial baby making via IVF and related techniques could outpace natural reproduction in years to come.
Hàng triệu trẻ em, như Louise Brown, đã được sinh ra nhờ IVF vẫn có cuộc sống bình thường, khỏe mạnh. Ảnh hưởng lâu dài của việc kích thích buồng trứng với các dược phẩm dùng trong IVF thì không mấy rõ ràng, nhưng tới nay, IVF được xem là an toàn với phụ nữ. Vì lý do kiểm tra di truyền tốt hơn, ngừa thai, tăng khả năng thụ tinh và giảm thiểu chi phí nên cũng dễ hiểu là việc sinh con nhân tạo nhờ IVF hay các kỹ thuật khác có thể vượt mặt sinh sản tự nhiên trong vài năm tới.