ATD治疗Graves病的缓解率30%-70%不等，平均50%。适用于病情轻，甲状腺轻、中度肿大的甲亢病人。年龄在20岁以下、妊娠甲亢、年老体弱或合并严重心、肝、肾疾病不能耐受手术者均宜采用药物治疗。
服用剂量一般情况下治疗方法为：MMI30-45㎎/天或PTU-㎎/天，分三次口服，MMI半衰期长，可以每天单次服用。当症状消失，血中甲状腺激素水平接近正常后逐渐减量。
由于T4的血浆半衰期7天，加之甲状腺内储存的甲状腺激素释放约需要两周时间，所以ATD开始发挥作用多在4周以后。减量时大约每2-4周减药一次，每次MMI减量5-10㎎/天（PTU50-㎎/天），减至最低有效剂量时维持治疗，MMI约为5-10㎎/天，PTU约为50-㎎/天，总疗程一般为1-1.5年。
近年来提倡MMI小量服用法，即MMI15-30㎎/天。治疗效果与40㎎/天相同。治疗中应当监测甲状腺激素的水平。但是不能用TSH作为治疗目标。因为TSH的变化滞后于甲状腺激素水平4-6周。阻断-替代服药法（block-and-replaceregimens）是指启动治疗时即采用足量ATD和左甲状腺素并用。其优点是左甲状腺素维持循环甲状腺激素的足够浓度，同时使得足量ATD发挥其免疫抑制作用。该疗法是否可以提高ATD治疗的缓解率还有争议，该服药法未被推荐使用。
停药时甲状腺明显缩小及TSAb阴性者，停药后复发率低；停药时甲状腺仍肿大或TSAb阳性者停药后复发率高。复发多发生在停药后3-6个月内。在治疗过程中出现甲状腺功能低下或甲状腺明显增大时可酌情加用左甲状腺素或甲状腺片。
ATD的副作用抗甲状腺药物的副作用是皮疹、皮肤瘙痒、白细胞减少症、粒细胞减少症、中毒性肝病和血管炎等。MMI的副作用是剂量依赖性的；PTU的副作用则是非剂量依赖性的。两药的交叉反应发生率为50%。发生白细胞减少（＜4.0×/L），通常不需要停药，减少抗甲状腺药物剂量，加用一般升白细胞药物，如维生素B4、鲨肝醇等。
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