Então, no final das contas, isso foi uma questão de roteamento.
Atualmente estamos usando uma rede estaticamente roteada, e o servidor mysql a não possui uma rota definida de volta para o servidor b.
a configuração da rede é um pouco confusa, já que a conexão física é assim: servidor b (fora do local) > vpn gw > internet > ponto de verificação fw > roteador openwrt > servidor a
Aparentemente, o cliente de linha de comando do mysql é mais tolerante e foi capaz de estabelecer essa conexão, mas a biblioteca pdo não foi.
Depois de adicionar a rota, a biblioteca pdo pode estabelecer conexões por conta própria e está felizmente sendo executada desde então.
Portanto, verifique suas rotas, mesmo que as conexões ping / telnet / mysql estejam aparentemente funcionando.
A propósito, o erro "Interromper chamada do sistema" cobriria este cenário?