Você precisa alterar os links dentro de seu aplicativo para apontar para o CDN para inclusões estáticas.
Quando você reescreve para um local http, não há nada que o nginx possa fazer além de redirecionar o navegador (já que o CDN está fora do nginx e o navegador precisa obter os arquivos do CDN). Você teria o mesmo problema com o Apache ou qualquer outro gravador de URL, pois o CDN não é um local "interno" para o servidor da Web.
Uma opção pode ser o módulo de subscrição nginx, que pode substituir o conteúdo à medida que é entregue. Mas isso não lida com expressões regulares e atrasaria cada solicitação. É melhor apenas alterar o HTML do seu aplicativo para fazer referência aos URLs do CDN diretamente.