home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1993 / TIME Almanac 1993.iso / time / caps / 83 / 83capmed.1 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-09-25  |  21.5 KB  |  401 lines

  1.                                                                                 September 20, 1983SCIENCEThe New Origins of Life
  2.  
  3.  
  4. How the science of conception brings hope to childless couples
  5.  
  6.  
  7. A group of women sit quietly chatting, their heads bowed over
  8. needlepoint and knitting in the gracious parlor at Bourn Hall.
  9. The mansion's carved stone mantelpieces, rich wood paneling and
  10. crystal chandeliers give it an air of grandeur, a reflection of
  11. the days when it was the seat of the Earl De La Warr. In the
  12. well-kept gardens behind the house, Indian women in brilliant
  13. saris float on the arms of their husbands. The verdant meadows
  14. of Cambridgeshire lie serenely in the distance. To the casual
  15. observer, this stately home could be an elegant British country
  16. hotel. For the women and their husbands, however, it is a last
  17. resort.
  18.  
  19. Each has come to the Bourn Hall clinic to make a final stand
  20. against a cruel and unyielding enemy: infertility. They have
  21. come from around the globe to be treated by the world-renowned
  22. team of Obstetrician Patrick Steptoe and Reproductive
  23. Physiologist Robert Edwards, the men responsible for the birth
  24. of the world's first test-tube baby, Louise Brown, in 1978.
  25. Many of the patients have spent more than a decade trying to
  26. conceive a child, undergoing tests and surgery and taking
  27. fertility drugs. Most have waited more than a year just to be
  28. admitted to the clinic. Some have mortgaged their homes, sold
  29. their cars or borrowed from relatives to scrape together the
  30. $3,510 fee for foreign visitors to be treated at Bourn Hall
  31. (British citizens pay $2,340). All are brimming over with hope
  32. that their prayers will be answered by in-vitro fertilization
  33. (IVF), the mating of egg and sperm in a laboratory dish. "They
  34. depend on Mr. Steptoe utterly," observes the husband of one
  35. patient. "Knowing him is like dying and being a friend of St.
  36. Peter's."
  37.  
  38. In the six years that have passed since the birth of Louise
  39. Brown, some 700 test-tube babies have been born as a result of
  40. the work done at Bourn Hall and the approximately 200 other IVF
  41. clinics that have sprung up around the world. By year's end
  42. there will be about 1,000 such infants. Among their number are
  43. 56 pairs of test-tube twins, eight sets of triplets and two sets
  44. of quads.
  45.  
  46. New variations on the original technique are multiplying almost
  47. as fast as the test-tube population. Already it is possible
  48. for Reproductive Endocrinologist Martin Quigley of the Cleveland
  49. Clinic to speak of "old-fashioned IVF" (in which a woman's eggs
  50. are removed, fertilized with her husband's sperm and then placed
  51. in her uterus). "The modern way," he notes, "mixes and matches
  52. donor and recipients". Thus a woman's egg may be fertilized with
  53. a donor's sperm, or a donor's egg may be fertilized with the
  54. husband's sperm, or, in yet another scenario, the husband and
  55. wife contribute their sperm and egg, but the resulting embryo
  56. is carried by a third party who is, in a sense, donating the use
  57. of her womb. "The possibilities are limited only by your
  58. imagination," observes Clifford Grobstein, professor of
  59. biological science and public policy at the University of
  60. California, San Diego. Says John Noonan, professor of law at
  61. the University of California, Berkeley:  "We really are plunging
  62. into the Brave New World."
  63.  
  64. Though the new technologies have raised all sorts of
  65. politically explosive ethical questions, the demand for them is
  66. rapidly growing. Reason: infertility, which now affects one in
  67. six American couples, is on the rise. According to a study by
  68. the National Center for Health Statistics, the incidence of
  69. infertility among married women aged 20 to 24, normally the
  70. most fertile age group, jumped 177% between 1965 and 1982. At
  71. the same time, the increasing use of abortion to end unwanted
  72. pregnancies and the growing social acceptance of single
  73. motherhood have drastically reduced the availability of children
  74. for adoption. At Catholic Charities, for instance, couples must
  75. now wait seven years for a child. As a result, more and more
  76. couples are turning to IVF. Predicts Clifford Stratoon,
  77. director of an in-vitro lab in Reno:  "In five years, there will
  78. be a successful IVF clinic in every U.S. city."
  79.  
  80. It is a long, hard road that leads a couple to the in-vitro
  81. fertilization clinic, and the journey has been known to rock
  82. the soundest marriages. "If you want to illustrate your story
  83. on infertility, take a picture of a couple and tear it in half,"
  84. says Cleveland Businessman James Popela, 36, speaking from
  85. bitter experience. "it is not just the pain and indignity of
  86. the medical tests and treatment," observes Betty Orlandino, who
  87. counsels infertile couples in Oak Park, Ill. "Infertility rips
  88. at the core of the couple's relationship; it affects sexuality,
  89. self-image and self-esteem. it stalls careers, devastates
  90. savings and damages associations with friends and family."
  91.  
  92. For women, the most common reason for infertility is a blockage
  93. or abnormality of the fallopian tubes. These thin, flexible
  94. structures, which convey the egg from the ovaries to the uterus,
  95. are where fertilization normally occurs. If they are blocked
  96. or damaged or frozen in place by scar tissue, the egg will be
  97. unable to complete its journey. To examine the tubes, a doctor
  98. uses X-rays or a telescope-like instrument called a
  99. laparoscope, which is inserted directly into the pelvic area
  100. through a small, abdominal incision. Delicate microsurgery, and
  101. more recently, laser surgery, sometimes can repair the damage
  102. successfully. According to Beverly Freeman, executive director
  103. of Resolve, a national infertility-counseling organization,
  104. microsurgery can restore fertility in 70% of women with minor
  105. scarring around their tubes. But for those whose tubes are
  106. completely blocked, the chance of success ranges from 20% to
  107. zero. These women are the usual candidates for in-vitro
  108. fertilization.
  109.  
  110. Much has been learned about the technique since the pioneering
  111. days of Steptoe and Edwards. When the two Englishmen first
  112. started out, they assumed that the entire process must be
  113. carried out at breakneck speed: harvesting the egg the minute
  114. it is ripe and immediately adding the sperm. This was quite a
  115. challenge, given that the collaborators spent most of their time
  116. 155 miles apart, with Edwards teaching physiology at Cambridge
  117. and Steptoe practicing obstetrics in the northwestern mill town
  118. of Oldham. Sometimes, when one of Steptoe's patients was about
  119. to ovulate, the doctor would have to summon his partner by
  120. phone. Edwards would then jump into his car and charge down the
  121. old country roads to Oldham. Once there, the two would remove
  122. the egg and mate it with sperm without wasting a moment; by the
  123. time Lesley Brown became their patient, they could perform the
  124. procedure in two minutes flat. They believed that speed was
  125. the important factor in the conception of Louise Brown.
  126.  
  127. As it happens, they were wrong. Says Gynecologist Howard Jones,
  128. who together with his wife, Endocrinologist Georgeanna Seegar
  129. Jones, founded the first American in-vitro program at Norfolk
  130. in 1978:  "It turns out that if you get the sperm to the egg
  131. quickly, most often you inhibit the process."  According to
  132. Jones, the pioneers of IVF made so many wrong assumptions that
  133. "the birth of Louise Brown now seems like a fortunate
  134. coincidence."
  135.  
  136. Essential to in-vitro fertilization, of course, is retrieval of
  137. the one egg normally produced in the ovaries each month. Today
  138. in-vitro clinics help nature along by administering such drugs
  139. as Clomid and Pergonal, which can result in the development of
  140. more than one egg at a time. By using hormonal stimulants,
  141. Howard Jones "harvests" an average of 5.8 eggs per patient; it
  142. is possible to obtain as many as 17. "I felt like a pumpkin
  143. ready to burst," recalls Loretta Leyland, 33, of Melbourne, who
  144. produced eleven eggs at an Australian clinic, one of which
  145. became her daughter Zoe.
  146.  
  147. According to Quigley, the chances for pregnancy are best when
  148. the eggs are retrieved during the three to four hour period when
  149. they are fully mature. At Bourn Hall women remain on the
  150. premises waiting for that moment to occur. Each morning,
  151. Steptoe, now 71 and walking with a cane, arrives on the ward to
  152. check their charts. The husband of one patient describes the
  153. scene:  "looking at a woman like an astonished owl, he'll say
  154. `Your estrogen is rising nicely.'  The diffidence is his means
  155. of defense against desperate women. They think he can get them
  156. pregnant just by looking at them."
  157.  
  158. When blood tests and ultrasound monitoring indicate that the ova
  159. are ripe, the eggs are extracted in a delicate operation
  160. performed under general anesthesia. The surgeons first insert
  161. a laparoscope, which is about 1/3 in. in diameter, so that they
  162. can see the target; the small, bluish pocket, or follicle,
  163. inside the ovary, where each egg is produced. Then, a long,
  164. hollow needle is inserted through a second incision, and the
  165. eggs and the surrounding fluid are gently suctioned up. Some
  166. clinics are beginning to use ultrasound imaging instead of a
  167. laparoscope to guide the needle into the follicles. This
  168. procedure can be done in a doctor's office under local
  169. anesthesia; it is less expensive than laparoscopy but may be
  170. less reliable.
  171.  
  172. Once extracted, the follicular fluid is rushed to an adjoining
  173. laboratory and examined under a microscope to confirm that it
  174. contains an egg (the ovum measures only four-thousandths of an
  175. inch across). The ova are carefully washed, placed in petri
  176. dishes containing a solution of nutrients and then deposited in
  177. an incubator for four to eight hours. The husband, meanwhile,
  178. has produced a sperm sample. It is hardly a romantic moment,
  179. recalls Cleveland businessman Popela, who made four trips to
  180. Cambridgeshire with his wife, each time without success. "You
  181. have to take the jar and walk past a group of people as you go
  182. into the designated room, where there's an old brass bed and a
  183. couple of Playboy magazines. They all know what you're doing
  184. and they're watching the clock, because there are several people
  185. behind you waiting their turn."
  186.  
  187. The sperm is prepared in a solution and then added to the dishes
  188. where the eggs are waiting. The transcendent moment of union,
  189. when a new life begins, occurs some time during the next 24
  190. hours, in the twilight of an incubator set at body heat. If all
  191. goes well, several of the eggs will be fertilized and start to
  192. divide. When the embryo is at least two to eight cells in size,
  193. it is placed in the woman's uterus. During this procedure,
  194. which requires no anesthetic, Steptoe likes to have the husband
  195. present talking to his wife. "The skill of the person doing the
  196. replacement is very important," he says. "The womb doesn't like
  197. things being put into it. It contracts and tries to push things
  198. out. We try to do it with as little disturbance as possible."
  199.  
  200. The tension of the next two weeks, as the couple awaits the
  201. results of pregnancy tests, is agonizing. "Women have been
  202. known to break out in hives," reports Linda Bailey,
  203. nurse-coordinator at the IVF program at North Carolina Memorial
  204. Hospital in Chapel Hill. Success rates vary from clinic to
  205. clinic; some centers open and close without a single success.
  206. But even the best clinics offer little more than a 20% chance
  207. of pregnancy. Since tiny factors like water quality seem to
  208. affect results, both physicians and patients tend to become
  209. almost superstitious about what else might sway the odds. Said
  210. one doctor: "if someone told us that painting the ceiling pink
  211. would make a difference, we would do it."
  212.  
  213. In recent years, IVF practitioners have discovered a more
  214. reliable way of improving results:  transferring more than one
  215. embryo at a time. At the Jones' clinic, which has one of the
  216. world's highest success rates, there is a 20% chance of
  217. pregnancy if one embryo is inserted, a 28% chance if two are
  218. used and a 38% chance with three. However, transferring more
  219. than one embryo also increases the likelihood of multiple
  220. births.
  221.  
  222. For couples who have struggled for years to have a child, the
  223. phrase "you are pregnant" is magical. "We thought we would
  224. never hear those words," sighs Risa Green, 35, of Framingham,
  225. Mass., now the mother of a month-old boy. But even if the news
  226. is good, the tension continues. One-third of IVF pregnancies
  227. spontaneously miscarry in the first three months, a perplexing
  228. problem that is currently under investigation. Says one veteran
  229. of Steptoe's program:  "Every week you call for test results to
  230. see if the embryo is still there. Then you wait to see if your
  231. period comes."  The return of menstruation is like a death in
  232. the family; often it is mourned by the entire clinic.
  233.  
  234. Many couples have a strong compulsion to try again immediately
  235. after in vitro fails. Popela of Cleveland compares it to a
  236. gambling addiction:  "Each time you get more desperate, each
  237. time you say, `Just one more time.'"  In fact, the odds do
  238. improve with each successive try, as doctors learn more about
  239. the individual patient. But the stakes are high:  in the U.S.,
  240. each attempt costs between $3,000 and $5,000, not including
  241. travel costs and time away from work. Lynn Kellert, 31, and her
  242. husband Mitchell, 34, of New York City, who tried seven times
  243. at Norfolk before finally achieving pregnancy, figure the total
  244. cost was $80,000. Thus far, few insurance companies have been
  245. willing to foot the bill, arguing that IVF is still
  246. experimental. But, observes Grobstein of UCSD, "It's going to
  247. be increasingly difficult for them to maintain that position."
  248.  
  249. Second and third attempts will become easier and less costly
  250. with the wider use of cryopreservation, a process in which
  251. unused embryos are frozen in liquid nitrogen. The embryos can
  252. be thawed and then transferred to the woman's uterus,
  253. eliminating the need to repeat egg retrieval and fertilization.
  254. Some 30% to 50% of embryos do not survive the deep freeze.
  255. Those that do may actually have a better chance of successful
  256. implantation than do newly fertilized embryos. This is because
  257. the recipient has not been given hormones to stimulate
  258. ovulation, a treatment that may actually interfere with
  259. implantation.
  260.  
  261. Opinion is sharply divided as to how age affects the results of
  262. IVF. Although most clinics once rejected women over age 35, many
  263. now accept them. While one faction maintains that older women
  264. have a greater tendency to miscarry, Quigley, for one, insists
  265. that "age should not affect the success rate." Curiously, the
  266. Joneses in Norfolk have achieved their best results with women
  267. age 35 to 40. This year one of their patients, Barbara Brooks
  268. of Springfield, Va., had a test-tube son at age 41; she can
  269. hardly wait to try again.
  270.  
  271. Doctors are also beginning to use IVF as a solution to male
  272. infertility. Ordinarily, about 30 million sperm must be
  273. produced to give one a chance of penetrating and fertilizing the
  274. egg. In the laboratory, the chances for fertilization are good
  275. with only 50,000 sperm. "In vitro may be one of the most
  276. effective ways of treating men with a low sperm count or low
  277. sperm motility, problems that affect as many as 10 million
  278. American men," says Andrologist Wylie Hembree of
  279. Columbia-Presbyterian Medical Center in New York City.
  280.  
  281. While most clinics originally restricted IVF to couples who
  282. produced normal sperm and eggs, this too is changing. Today,
  283. when the husband cannot supply adequate sperm, most clinics are
  284. willing to use sperm from a donor, usually obtained from one of
  285. the nation's more than 20 sperm banks. An even more radical
  286. departure is the use of donor eggs, pioneered two years ago by
  287. Dr. Alan Trounson and Dr. Carl Wood of Melbourne's Monash
  288. University. The method can be used to bring about pregnancy in
  289. women who lack functioning ovaries. it is also being sought by
  290. women who are known carriers of genetic diseases. The donated
  291. eggs may come from a woman in the Monash IVF program who has
  292. produced more ova than she can use. Alternately, they could
  293. come from a relative or acquaintance of the recipient, providing
  294. that she is willing to go through the elaborate egg-retrieval
  295. process.
  296.  
  297. At Harbor Hospital in Torrance, Calif., which is affiliated with
  298. UCLA School of Medicine, a team headed by Obstetrician John
  299. Buster has devised a variant method of egg donation. Instead
  300. of fertilizing the ova in a dish, doctors simply inseminate the
  301. donor with the husband's sperm. About five days later, the
  302. fertilized egg is washed out of the donor's uterus in a painless
  303. procedure called lavage. It is then placed in the recipient's
  304. womb. The process, which has to date produced two children,
  305. "has an advantage over IVF." says Buster, "because it is
  306. nonsurgical and can be easily repeated until it works." But the
  307. technique also has its perils. If lavage fails to flush out the
  308. embryo, the donor faces an unwanted pregnancy.
  309.  
  310. The most controversial of the new methods of reproduction does
  311. not depend on advanced fertilization techniques. A growing
  312. number of couples are hiring surrogate mothers to bear their
  313. children. Surrogates are being used in cases where the husband
  314. is fertile, but his wife is unable to sustain pregnancy, perhaps
  315. because of illness or because she has had a hysterectomy.
  316. Usually, the hired woman is simply artificially inseminated with
  317. the husband's sperm. However, if the wife is capable of
  318. producing a normal egg but not capable of carrying the child,
  319. the surrogate can be implanted with an embryo conceived by the
  320. couple. This technique has been attempted several times, so far
  321. without success.
  322.  
  323. The medical profession in general is apprehensive about the use
  324. of paid surrogates. "It is difficult to differentiate between
  325. payment for a child and payment for carrying the child,"
  326. observes Dr. Ervin Nicholas, director or practice activity for
  327. the American College of Obstetrics and Gynecology. The college
  328. has issued strict guidelines to doctors, urging them to screen
  329. carefully would-be surrogates and the couples who hire them for
  330. their medical and psychological fitness. "I would hate to say
  331. there is no place for surrogate motherhood," says Nichols, "but
  332. it should be kept to an absolute minimum."
  333.  
  334. In contrast, in vitro fertilization has become a standard part
  335. of medical practice. The risks to the mother, even after
  336. repeated attempts at egg retrieval, are "minimal," points out
  337. Nichols. Nor has the much feared risk of birth defects
  338. materialized. Even frozen-embryo babies seem to suffer no
  339. increased risk of abnormalities. However, as Steptoe points out,
  340. "we need more research before we know for sure."
  341.  
  342. The need for research is almost an obsession amount IVF doctors.
  343. They are eager to understand why so many of their patients
  344. miscarry; they long to discover ways of examining eggs to
  345. determine which ones are most likely to be fertilized, and they
  346. want to develop methods of testing an embryo to be certain that
  347. it is normal and viable. "Right now, all we know how to do is
  348. look at them under the microscope," says a frustrated Gary
  349. Hodgen, scientific director at the Norfolk clinic.
  350.  
  351. Many scientists see research with embryos as a way of finding
  352. answers to many problems in medicine. For instance, by learning
  353. more about the reproductive process, biologists may uncover
  354. better methods of contraception. Cancer research may also
  355. benefit, because tumor cells have many characteristics in common
  356. with embryonic tissues. Some doctors believe that these
  357. tissues, with their tremendous capacity for growth and
  358. differentiation, may ultimately prove useful in understanding
  359. and treating diseases such as childhood diabetes. Also in the
  360. future lies the possibility of identifying and then correcting
  361. genetic defects in embryos. Gene therapy, Hodgen says
  362. enthusiastically, "is the biggest idea since Pasteur learned to
  363. immunize an entire generation against disease."  It is however,
  364. at least a decade away.
  365.  
  366. American scientists have no trouble dreaming up these and other
  367. possibilities but, for the moment, dreaming is all they can do.
  368. Because of the political sensitivity of experiments with human
  369. embryos, federal grant money, which fuels 85% of biomedical
  370. research in the U.S., has been denied to scientists in this
  371. field. So controversial is the issue that four successive
  372. Secretaries of Health and Human Services (formerly Health,
  373. Education and Welfare) have refused to deal with it. This
  374. summer, Norfolk's Hodgen resigned as chief of pregnancy research
  375. at the National Institutes of Health. He explained his
  376. frustration at a congressional hearing:  "No mentor of young
  377. physicians and scientists beginning their academic careers in
  378. reproductive medicine can deny the central importance of
  379. IVF--embryo transfer research."  In Hodgen's view the curb on
  380. research funds is also a breach of government responsibility
  381. toward "generations of unborn" and toward infertile couples who
  382. still desperately want help.
  383.  
  384. In an obstetrics waiting room at Norfolk's in-vitro clinic, a
  385. woman sits crying. Thirty-year-old Michel Jones and her husband
  386. Richard, 33, a welder at the Norfolk Navy yard, have been
  387. through the program four times, without success. Now their
  388. insurance company is refusing to pay for another attempt, and
  389. says Richard indignantly, "they even want their money back for
  390. the first three times."  On a bulletin board in the room is a
  391. sign giving the schedule for blood tests, ultrasound and other
  392. medical exams. Beside it hangs a small picture of a soaring
  393. bird and the message: "You never fail until you stop trying."
  394. Michel Jones is not about to quit. Says she: "You have a dream
  395. to come here and get pregnant. It is the chance of a lifetime.
  396. I won't give up."
  397.  
  398. --By Claudia Wallis. Reported by Mary Cronin/London, Patricia
  399. Delaney/Washington and Ruth Mehrtens Galvin/Norfolk
  400.  
  401.