Сегодня нет способа сделать это. Система сборки build_runner не позволяет перезаписывать файлы, поэтому невозможно программно вставить эти аннотации в сгенерированный протобуф код.
Для этого потребуется либо опция в генераторе protobuf для изменения формата сериализации, либо другая структура сериализации, построенная поверх protobuf, которая будет понимать их источник и может генерировать требуемую настраиваемую сериализацию.