The present invention provides a pharmaceutical composition containing hemoglobin-based therapeutic agent for treating cancer. The hemoglobin moiety can target cancer cells and the therapeutic moiety (i.e. active agent/therapeutic drug) can kill the cancer cells efficiently. The hemoglobin-based therapeutic agent used in the present invention can be used in the treatment of various cancers such as pancreatic cancer, leukemia, head and neck cancer, colorectal cancer, lung cancer, breast cancer, liver cancer, nasopharyngeal cancer, esophageal cancer, prostate cancer, stomach cancer and brain cancer. The composition can be used alone or in combination with other therapeutic agent(s) such as chemotherapeutic agent to give a synergistic effect on cancer treatment, inhibiting metastasis and/or reducing recurrence. The presently claimed hemoglobin-based 5FU-two-dye conjugate and/or hemoglobin-based 5FU-one-dye conjugate can also be used in live-cell imaging and diagnostic imaging.Linvention concerne une composition pharmaceutique comprenant un agent thérapeutique à base dhémoglobine pour le traitement du cancer. La fraction hémoglobine peut cibler les cellules cancéreuses, et la fraction thérapeutique (cest-à-dire lagent actif/le médicament thérapeutique) peut les détruire efficacement. Lagent thérapeutique à base dhémoglobine de la présente invention peut être utilisé pour le traitement de différents cancers, notamment le cancer du pancréas, la leucémie, le cancer de la tête et du cou, le cancer du côlon et du rectum, le cancer du poumon, le cancer du sein, le cancer du foie, le cancer du rhinopharynx, le cancer de lœsophage, le cancer de la prostate, le cancer de lestomac et le cancer du cerveau. La composition peut être utilisée seule ou en association avec un ou plusieurs autres agents thérapeutiques, par exemple un agent chimiothérapeutique pour obtenir un effet synergique sur le traitement du cancer, en inhibant les métastases et/ou en réduisant la récidive du cancer
