A resposta curta é que você não pode sem usar if
.
A resposta longa é regex na sintaxe rewrite
que corresponde apenas ao URI.
Tente algo assim:
location /index.php {
if ($args ~ "^q=(.*)&w=(.*)&e=(.*)") {
set $arg_q $1;
set $arg_w $2;
set $arg_e $3;
rewrite_log on;
rewrite ^ /index/$arg_q/$arg_w/$arg_e last;
}
}