Tivemos esse mesmo problema, usando o Nginx para SSL e HTTP2, o Varnish para armazenamento em cache e o Apache para a veiculação da Web real.
Percebi que isso estava acontecendo apenas em solicitações que definimos para ignorar o verniz. Por alguma razão, anos atrás, usamos o return (pipe) em nosso arquivo VCL para eles. Eu mudei de retorno (pipe) para retornar (passar) e, voilà, problema resolvido.
Obviamente, você precisará olhar para o seu VCL e certificar-se de que o retorno (pass) funciona para o seu cenário, mas na maioria dos lugares provavelmente será a resposta.