Use pdftk
para descompactar o arquivo, depois edite por sed
e finalmente recompacte-o.
pdftk input.pdf output uncompressed.pdf uncompress
sed -i 's/foo/bar/g' uncompressed.pdf
#uncopressed.pdf now has all the changes
pdftk uncopressed.pdf output changed.pdf compress
É claro que qualquer texto em imagens não pode ser alterado assim.