Бесплодие – очень большая проблема. К 1985 году только в США на лечение примерно 2 млн бесплодных пар тратилось около 64 млрд долларов в год, причем лечение было успешным только в одном случае из семи. Хотя за последние 25 лет методы лечения значительно улучшились, низкий процент успеха по-прежнему остается проблемой. Вспомогательные репродуктивные технологии, несомненно, выиграют от лучшего понимания механизмов, определяющих динамику зачатий, особенно связанных со старением и отбором половых клеток, способных приводить к ранним выкидышам.

Самая незамысловатая из вспомогательных репродуктивных технологий – искусственная внутриматочная инсеминация (ВМИ), при которой для обеспечения зачатия сперма вводится непосредственно в половые пути женщины. Первым удачное искусственное осеменение млекопитающих осуществил Ладзаро Спалланцани, изобретатель предотвращающих оплодотворение трусиков из тафты для лягушек. В 1784 году он сообщил о том, что искусственно осемененная собака родила трех щенков после обычной двухмесячной беременности. ВМИ имеет долгую историю использования в лабораторных исследованиях и при разведении животных, где она сейчас регулярно и широко применяется для избирательного скрещивания. Утверждают, что в Аравии искусственное осеменение использовалось в селекции лошадей еще в XIV веке, хотя надежных документов о начальном периоде использования этого метода не сохранилось.

Прошло больше века после опытов Спалланцани, прежде чем начали появляться сообщения об успешных опытах по искусственному осеменению кроликов, собак и лошадей. В частности, подобные опыты ставил, изучая возможные способы применения данного метода, специалист по репродуктивной биологии Уолтер Хип – автор термина «эструс».

В 1785 году известный шотландский хирург Джон Хантер совершил прорыв, впервые успешно применив метод искусственной инсеминации для человека, что привело к рождению ребенка. Однако, как и в случае с домашними животными, понадобилось больше века для введения этой техники в общепринятую практику. При искусственной инсеминации человека сегодня используется два метода: инсеминация спермой партнера и инсеминация донорской спермой. Если мужчина из пары, не способной достичь беременности, не полностью бесплоден, то используют его собственную сперму, которую сначала обрабатывают различными способами для увеличения фертильности, затем вводят в матку женщины. Если же мужчина из пары полностью бесплоден, то используют достоверно фертильную сперму от другого мужчины, донора. В обоих случаях инсеминация может проводиться как в момент естественной овуляции, так и с использованием гормональной стимуляции, приводящей к овуляции. Тот факт, что гинекологи предпочитают стимулировать овуляцию гормонально, а не подгадывать момент оплодотворения под естественную овуляцию, происходящую примерно в середине цикла, подтверждает сведения о большой вариабельности менструальных циклов.

Несмотря на то что ВМИ уже широко используется, нам еще предстоит о ней многое узнать. Чтобы убедиться в этом, достаточно двух примеров. В 1984 году гинеколог Эстебан Кессерю опубликовал данные о том, что вероятность зачатия при инсеминации донорской спермой повышается, если женщина занимается сексом со своим бесплодным партнером через несколько часов после ВМИ. Тайваньский гинеколог Фу-Жэнь Хуан, в свою очередь, сравнивал процент беременностей, происходящих при инсеминации спермой партнера, у пар, которые только что подвергались искусственной инсеминации, и похожих пар, которые занимались сексом примерно через 16 часов после ВМИ. В 1998 году Хуан и его коллеги опубликовали данные о том, что у пар, в которых мужчина имеет пониженное число подвижных сперматозоидов, благодаря занятию сексом процент беременностей увеличивается, однако у пар, где число подвижных сперматозоидов у мужчины нормальное, процент беременностей не изменяется.

ВМИ можно использовать в случае мужского бесплодия, с которым связаны проблемы примерно половины бесплодных пар. Однако женское бесплодие требует иного подхода. Достаточно частая причина бесплодия, примерно у одной из пяти бесплодных женщин, – непроходимость маточных труб (яйцеводов). У женщин, страдающих этим заболеванием, обычно все в порядке с менструальным циклом и овуляцией, однако физическая преграда на пути сперматозоидов препятствует оплодотворению. В таком случае можно извлечь яйцеклетки из яичников, добиться их созревания и оплодотворить in vitro (лат. «в стекле»)[4]. Такое оплодотворение называется экстракорпоральным (ЭКО)[5]. Потом получившиеся эмбрионы переносят в матку женщины. Детей, полученных с помощью ЭКО, обычно называют «детьми из пробирки», хотя на самом деле оплодотворение обычно проводят в плоской неглубокой чашке Петри.

Конечно, после ЭКО эмбрионы необходимо перенести в матку. Первым данную технику начал исследовать Уолтер Хип, который в 1890 году проводил эксперименты по переносу в матку эмбрионов кроликов. В конце концов первую оплодотворенную экстракорпорально яйцеклетку удалось получить Джону Року, исследовавшему возможность использования для ЭКО спермы, подвергнутой глубокой заморозке. Рок вместе с Артуром Хертигом и Мириам Менкин провел первые эксперименты по экстракорпоральному оплодотворению человека в США в 1944 году.

Первое успешное применение ЭКО с переносом эмбрионов в матку было осуществлено в Великобритании в 1977 году в ходе лечения от непроходимости маточных труб 30-летней Лесли Браун. Процедура была проведена гинекологом Патриком Стептоу и физиологом Робертом Эдвардсом и привела к знаменитой беременности, в результате которой 25 июля 1978 года родился первый «ребенок из пробирки» – Луиза Браун. В 1981 году Эдвардс опубликовал данные о большом прогрессе в технологии ЭКО за прошедшие три года. В тот момент яйцеклетки получали с помощью пункции фолликулов яичников прямо перед овуляцией. Иногда использовали естественную овуляцию, временами ее стимулировали с помощью гормонов. В обоих случаях за созреванием фолликулов следили либо с помощью измерения уровня эстрогенов в крови, либо с помощью ультразвуковой диагностики. При стимуляции гормонами используется специальная схема стимуляции, при которой собственно овуляция обычно вызывается гормоном беременности – хориогоническим гонадотропином (ХГ). Если сперма партнера нормальная, то процент успешных беременностей при ЭКО довольно высок – около 90 %. Почти во всех случаях только один сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку. Однако самым сложным и непредсказуемым процессом оказывается имплантация эмбриона после его переноса в матку. Успешно имплантируется лишь одна из каждых пяти бластоцист.

В 2010 году специалист по репродуктивной биологии Марк Коннолли с коллегами опубликовал данные о том, что между 1978 и 2008 годами на свет появилось более 3,5 млн детей, зачатых с помощью ЭКО и сходных вспомогательных репродуктивных технологий. В ознаменование этого замечательного достижения в 2010 году, через 30 лет после его первого успеха, Эдвардсу присудили Нобелевскую премию по физиологии и медицине.