本发明提供了一种靶向胸苷激酶光敏剂及其药物组合物与治疗癌症的用途。本发明所述的靶向胸苷激酶光敏剂增强了光敏剂对肿瘤细胞的选择性、具有更好的耐受性能够在24小时达到最高血药浓度。本发明所述的靶向胸苷激酶光敏剂具有更大共轭系统吸收波长更长有利于治疗深度肿瘤，该波长区域不需要耗费光输出设备很多能量，甚至使用LED即可，使PDT更具实用性和经济性。本发明所述靶向胸苷激酶光敏剂不仅可诊断，还可通过荧光成像引导用于治疗前列腺癌。本发明所述药物组合物将化疗剂与靶向胸苷激酶光敏剂组合联用，进一步提高了PDT法的治疗效果，扩大了肿瘤应用范围，对转移性肿瘤也具有很好的疗效。