Nginx Caché incluso si es una respuesta 404

Yo uso 404 reescritura url:

    error_page 404 = /url_rewriting.php;

Almaceno en caché las imágenes generadas con un render script estando en una carpeta /render/:

    set $no_cache 0;

    location ~ /render/ {
            include snippets/fastcgi-php.conf;
            #fastcgi_pass unix:/run/php/php7.0-fpm.sock;
            fastcgi_pass 127.0.0.1:9000;

            fastcgi_buffers 8 16k; # increase the buffer size for PHP-FTP
            fastcgi_buffer_size 32k; # increase the buffer size for PHP-FTP
            fastcgi_cache_key $scheme$host$request_uri$request_method;
            fastcgi_cache PROD;
            fastcgi_cache_valid any 20d;
            fastcgi_cache_valid 404      1d;
            fastcgi_cache_use_stale updating error timeout invalid_header http_500 http_503;
            fastcgi_ignore_headers Cache-Control Expires Set-Cookie;
            fastcgi_hide_header "Set-Cookie";
            fastcgi_cache_bypass $no_cache;
            fastcgi_no_cache $no_cache;
            expires 10M;
            access_log off;
            add_header Cache-Control "public";
            add_header X-Cache-Status $upstream_cache_status;
    }

La caché funciona con una url como ésta:

https://mywebsite.com/include/php/render/framed/img.php?VR=1&size=300&image=U3pmwKi

Pero la caché no funciona con una url como esta:

https://mywebsite.io/include/php/render/framed/file/VR/1/size/300/image/U3dpwK

Esta segunda URL pasa por error_page 404 = /url_rewriting.php; porque el directorio 'file' no existe pero el script muestra la imagen gracias a url_rewriting.php script que hace el truco

¿Qué tengo que actualizar en mi configuración de Nginx para poder almacenar en caché las respuestas 404?