本发明涉及式I的还原性响应喜树碱前药单体及其还原性响应喜树碱聚合前药两性分子，以及它们的制备方法和用途，在式I中，各个i独立地为2或3；各个X独立地为O或NH；并且R为H、CH₃或CH₂CH₃。本发明利用喜树碱和三光气等原料对喜树碱20位羟基改性制备含有二硫键的喜树碱前药单体，利用活性自由基聚合方法高转化率聚合后得到含喜树碱药物重复单元的两亲性聚合物，其具有极高的载药量(＞50wt％)，并且在肿瘤细胞还原性环境中，侧链二硫键断裂，发生分子重排，释放出喜树碱原药分子，具有还原性响应可控释放原药特征。所述聚合前药两性分子提高了药物的水溶性，稳定性并具有可控释放特征。