Подтверждаю.
Пробовал в @fake добавить proxy_pass на 127.0.0.1 отдающий 404.
Результат тот же.
В таком случае для proxy_cache решения до сих пор нет.
Правильно работает только для proxy_store.

Может есть идеи, как без сторонних модулей определить для
proxy_cache есть ли уже ответ в кэше или нет?