Você precisa usar 2 conceitos:o operador posicional do mongodb e simplesmente usar o índice numérico para a entrada que deseja atualizar.
O operador posicional permite que você use uma condição como esta:
{"heroes.nickname": "test"}
e, em seguida, faça referência à entrada da matriz encontrada da seguinte forma:
{"heroes.$ // <- the dollar represents the first matching array key index
Como você deseja atualizar a segunda entrada da matriz em "itens", e as chaves da matriz são 0 indexadas - essa é a chave 1.
Então:
> db.denis.insert({_id:"43434", heroes : [{ nickname : "test", items : ["", "", ""] }, { nickname : "test2", items : ["", "", ""] }]});
> db.denis.update(
{"heroes.nickname": "test"},
{$set: {
"heroes.$.items.1": "new_value"
}}
)
> db.denis.find()
{
"_id" : "43434",
"heroes" : [
{"nickname" : "test", "items" : ["", "new_value", "" ]},
{"nickname" : "test2", "items" : ["", "", "" ]}
]
}