Eu ia sugerir atribuir um IP estático ao mecanismo do aplicativo, mas parece que não é possível no mecanismo do aplicativo (embora seja possível no mecanismo de computação). Então, vamos resolver a raiz do problema, você não consegue acessar o cloud sql do App Engine, você tem certeza de que seguiu as instruções do link a seguir ao pé da letra?

https://cloud.google.com/nodejs/getting-started /usando-cloud-sql

Isso pode resolver seu problema de conexão, se você não tiver.